I. Introducción

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CAPITULO I. INTRODUCCION Las normas de Diseño Geométrico de Carreteras y de caminos vecinales aquí incluidos, representan los resultados de la revisión y actualización del manual de las “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras” preparado por “T.A.M.S. – ASTEC” y revisadas por el Consorcio de Consultores “LOUIS BERGER INTERNACIONAL, INC. (New Jersey, USA) - PROTECVIA CIA. LTDA. (Quito-Ecuador)”. La intención principal ha sido la de correlacionar las normas incluidas en los documentos antes citados vigentes en la actualidad, manteniendo así uniformidad de criterios para el diseño de caminos y carreteras en el país La actualización y ampliación de las normas se las ha llevado a efecto con la consideración de las condiciones topográficas especiales de nuestro país, debido a la presencia de la Cordillera de los Andes; por lo cual para todas las clases de carreteras y caminos, se ha considerado una reclasificación de las velocidades de diseño, radios de giro y demás parámetros que intervienen en el diseño geométrico de los mismos. También cabe señalar que se han incluido normas de diseño en zonas inundables, tanto de la costa como de la Región Oriental. Para detalles y procedimientos de diseños complementarios, se recomienda consultar las siguientes publicaciones: de ASSHTO, “A Policy in Geometric Design of Rural Highways”, del “Highway Research Board”, “Highway Capacity Manual” y el libro “Caminos en el Ecuador, Estudio y Diseño—1989”.

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II. Topografía y Características Físicas del Relieve

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CAPITULO II. TOPOGRAFIA Y CARACTERISTICAS FISICAS DEL RELIEVE En la realización de los estudios para el diseño geométrico de un camino es de suma importancia la topografía del terreno, siendo este un factor determinante en la elección de los valores de los diferentes parámetros que intervienen en su diseño. Al establecer las características geométricas de un camino se lo hace en función de las características topográficas del terreno: llano, ondulado y montañoso, este que su la vez puede ser suave o escarpado. Un terreno es de topografía llana cuando en el trazado del camino no gobiernan las pendientes. Es de topografía ondulada cuando la pendiente del terreno se identifica, sin excederse, con las pendientes longitudinales que se pueden dar al trazado. Y finalmente, un terreno es de topografía montañosa cuando las pendientes del proyecto gobiernan el trazado, siendo de carácter suave cuando la pendiente transversal del terreno es menor o igual al 50% y de carácter escarpada cuando dicha pendiente es mayor al referido valor. La incidencia del factor topográfico en los costos de construcción de un proyecto vial es considerable y limitante con relación a las características del trazado horizontal, en lo referente a las alineaciones en curva y a la geometría de la sección transversal. En función de estas consideraciones se ha establecido que en los estudios viales se ponga especial énfasis en el establecimiento del parámetro básico del diseño vial, que es la velocidad, la cual va íntimamente ligada con la topografía del terreno. De tal manera que en el diseño geométrico vial se asigna a la velocidad un valor alto para vías en terreno llano, un valor medio para vías en terreno ondulado y un valor bajo para vías en terreno montañoso. Las características geométricas de la sección transversal tipo está en función de la topografía del terreno, en la cual gran importancia tiene el valor de la pendiente transversal del terreno. Si la topografía del terreno es montañosa suave se puede decir que es favorable con relación al posible volumen del movimiento de tierras. Si la topografía del terreno es montañosa escarpada, se aumenta considerablemente el volumen del

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movimiento de tierras, lo cual es crítico cuando la pendiente transversal es igual o mayor al 100%. Por esta razón para proyectos viales trazados por zonas de topografía montañosa escarpada es recomendable reducir el ancho de la sección típica normal. En terreno de topografía plana, por lo general, la vía se construye sobreelevada por razones de drenaje, para lo cual se utiliza el material de préstamo, que puede ser local o importado de algún sector cercano, con lo cual se establece que la topografía es un factor limitante debido al aumento en los costos de construcción de las obras menores de drenaje. Es muy importante el poner la máxima atención en la obtención de los datos en el campo, ya que de la calidad y del grado de precisión de los mismos, dependerá el desarrollo cualitativo del diseño geométrico y de obras de arte ha realizarse en la oficina. El estudio geológico del suelo y de las fuentes de materiales para la construcción de un camino basados en análisis de mapas geológicos, fotointerpretación y en reconocimiento de campo son de importancia en el diseño vial ya que inciden directamente en la localización de rutas y dimensionamiento de los diferentes parámetros de diseño y en la identificación de posibles problemas relacionados con el drenaje, la expansión de los suelos, fallas geológicas en la estabilidad de los taludes del terreno, etc. y para lo cual se darán las recomendaciones de las posibles soluciones más adecuadas desde el punto de vista técnico y económico. Las características Topográficas, Geológicas, Hidrológicas, el drenaje y el uso de la tierra tienen el efecto determinante en la localización y en la elección del tipo de carretera y conjuntamente con los datos de tránsito, constituyen la información básica para el proyecto de estas obras. El proyectista debe contar con cartas topográficas y geológicas sobre las cuales se puedan ubicar esquemáticamente las diferentes rutas que pueden satisfacer el objetivo de comunicación deseada. Las principales cartas disponibles en la actualidad, son las elaboradas por el Instituto Geográfico Militar (I.G.M.) a escalas 1:250.000, 1:100.000, 1:50.000 y 1:25.000 que cubren parcialmente el territorio nacional. Con el estudio de estas cartas se puede tener una idea de las características más importantes de la zona del proyecto, especialmente en lo que respecta a las características Topográficas, Geológicas, Hidrológicas y a la ubicación de las poblaciones a unir mediante el camino a proyectar.

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Al proceder al dibujo de la ruta sobre las cartas se debe poner especial cuidado en los puntos obligados primarios que guían el alineamiento principal de la ruta, la que se deberá dividir en tramos y subtramos identificados generalmente con los nombres de los extremos que unen. Con los que se posibilita señalar sobre la carta las varias rutas posibles, diversas franjas para el estudio en las diferentes rutas; aparecerán nuevos puntos de paso obligado, tales como: cruces de ríos, quebradas, puertos, cruces con otras vías, los cuales constituyen los pasos obligados secundarios de la vía. Al trazar las diferentes líneas que definen las posibles alternativas de rutas, se deberá considerar las diferencias en altura de los puntos obligados, así como también las distancias entre ellos con el objeto de establecer la gradiente que regirá en el trazado. A. RECONOCIMIENTOS Una vez que se han establecido las posibles alternativas de rutas consideradas en las cartas topográficas, se procederá al trabajo de campo propiamente dicho con la realización de reconocimientos del terreno de la zona del proyecto. Estos reconocimientos pueden ser: aéreos, terrestres o combinados. 1. Reconocimiento aéreo. Es el que ofrece mayor ventaja sobre los demás, por la oportunidad de observar el terreno desde la altura, abarcando grandes zonas, para facilitar el estudio y tiene por objeto determinar las rutas que se consideren viables, comprobar lo estudiado en las fotografías y cartas topográficas y refinar el estudio realizado con documentos cartográficos y fotográficos en el gabinete. 2. Reconocimiento terrestre. Este tipo de reconocimiento se lleva a cabo cuando por las circunstancias no es posible realizar el aéreo, siendo menos efectivo que éste, ya que no se puede abarcar grandes áreas y se tiene que estudiar por partes la línea. El estudio geológico también puede adolecer de defectos ya que la Geología requiere estudiarse en grandes zonas que permitan definir las formaciones, los contactos, las fallas y las fracturas. Este reconocimiento se lleva a cabo después de haber estudiado en las cartas topográficas las diferentes rutas y estimado las cantidades de obra de cada una de ellas, eligiendo las más convenientes, pues por este

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procedimiento, es poco práctico analizar en el terreno todas las posibles alternativas de rutas posibles. 3. Reconocimiento combinado. Este reconocimiento es una combinación de los dos anteriores y se lo realiza en las siguientes circunstancias:

— Cuando no se dispone de fotografías aéreas de la zona del proyecto, se realizará el reconocimiento aéreo volando sobre la zona de las posibles rutas y definiendo desde el aire las mejores, marcándolas en las cartas topográficas para posteriormente realizar un recorrido por tierra siguiendo los procedimientos indicados para el procedimiento terrestre.

— Cuando se dispone de fotografías aéreas de la zona del

proyecto y de momento no es posible continuar con el reconocimiento aéreo. En este caso se hará la fotointerpretación de las fotografías, marcando en las mismas las diferentes alternativas de rutas posibles, seleccionando las que ofrezcan mejores ventajas. Si la línea (eje) llega a salirse de las fotografías disponibles, se utilizarán las cartas topográficas para completar el tramo faltante, con la finalidad de que al efectuar el reconocimiento terrestre se tenga una idea clara y precisa de la situación general de la ruta.

B. FOTOINTERPRETACION Las fotografías aéreas facilitan el estudio de la zona del proyecto desde el punto de vista topográfico, geológico y del uso de la tierra, permitiendo así seleccionar la mejor alternativa de la ruta. La escala de una fotografía aérea se establece según la siguiente fórmula:

DtHE =

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Donde: E = Escala medida de la fotografía. Dt = Distancia focal o constante de la cámara fotográfica, metros. H = Altura de vuelo a la que se toma la fotografía, metros. La fotointerpretación consiste en el examen de las fotografías aéreas con el objeto de identificar rasgos y determinar el significado. 1. Identificaciones en las fotografías. El significado de las imágenes fotográficas se considera en base a los siguientes conceptos:

Características físicas de las fotos:

En las cuales el tono y la textura son los factores más importantes. Cada uno de los tonos entre el blanco y el negro y su frecuencia de cambio en la imagen manifiesta la textura, haciendo más fácil la identificación de los objetos.

Características de rasgos y objetos:

Considerando la forma, el tamaño y la sombra de las imágenes, se puede distinguir entre los objetos que se deben a la actividad humana y los naturales la sombra revela y acentúa el relieve terrestre.

Características topográficas y geomorfológicas:

El aspecto del relieve indica la dureza de los materiales; los resistentes forman partes altas con taludes acentuados y los blandos forman llanuras o lomeríos suaves. Los cambios de talud indican cambio de material. El drenaje se da por la pendiente del terreno y por las características de erosión de los materiales superficiales.

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Características de la vegetación:

Por el tipo de vegetación se puede identificar el tipo de suelo y el de la roca original. Un determinado tipo de vegetación puede indicar la composición del suelo, contenido de humedad permeabilidad, variaciones de su espesor y de su pendiente. Debe distinguirse entre la vegetación natural y la de los cultivos, para lo cual son de gran ayuda las fotografías infrarrojas.

El equipo que se utiliza consiste de: estereoscopio, barra de paralaje, lupa, escalímetro, escuadras, etc. El estereoscopio sirve para observar el relieve del terreno. La barra de paralaje sirve para estimar los niveles del terreno.

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III. Tráfico

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CAPITULO III. TRAFICO El diseño de una carretera o de un tramo de la misma debe basarse entre otras informaciones en los datos sobre tráfico, con el objeto de compararlo con la capacidad o sea con el volumen máximo de vehículos que una carretera puede absorber. El tráfico, en consecuencia, afecta directamente a las características del diseño geométrico. La información sobre tráfico debe comprender la determinación del tráfico actual (volúmenes y tipos de vehículos), en base a estudios de tráfico futuro utilizando pronósticos. En los proyectos viales, cuando se trata de mejoramiento de carreteras existentes (rectificación de trazado, ensanchamiento, pavimentación, etc.) o de construcción de carreteras alternas entre puntos ya conectados por vías de comunicación, es relativamente fácil cuantificar el tráfico actual y pronosticar la demanda futura. En cambio, cuando se trata de zonas menos desarrolladas o actualmente inexplotadas, la estimación del tráfico se hace difícil e incierta. Este caso se presenta con frecuencia en nuestro país, que cuenta con extensas regiones de su territorio total o parcialmente inexplotadas. Al respecto conviene recordar que los proyectos de carreteras en zonas inexplotadas o muy poco desarrolladas no constituyen en general proyectos aislados, sino que están vinculados con otros proyectos principalmente de infraestructura, tendientes al aprovechamiento de recursos inexplotados en la zona, tales como proyectos de colonización, agropecuarios, regadío, energía hidroeléctrica o termoeléctrica, comercialización, etc. Es evidente, en consecuencia, que la demanda futura de tráfico será resultante de la acción combinada de todos estos proyectos y como tal deberá analizarse. Cabe señalar además, la conveniencia de estimar no solo la demanda más probable sino indicar cifras de estimaciones máximas y mínimas, con el objeto de apreciar la influencia que podrían tener sobre el proyecto las situaciones extremas previsibles. A. TRAFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL La unidad de medida en el tráfico de una carretera es el volumen del tráfico promedio diario anual cuya abreviación es el TPDA. Para el cálculo del TPDA se debe tomar en cuenta lo siguiente:

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— En vías de un solo sentido de circulación, el tráfico será el contado en ese sentido.

— En vías de dos sentidos de circulación, se tomará el volumen de

tráfico en las dos direcciones. Normalmente para este tipo de vías, el número de vehículos al final del día es semejante en los dos sentidos de circulación.

— Para el caso de Autopistas, generalmente se calcula el TPDA para

cada sentido de circulación, ya que en ellas interviene lo que se conoce como FLUJO DIRECCIONAL que es el % de vehículos en cada sentido de la vía: esto, determina composiciones y volúmenes de tráfico diferentes en un mismo período.

Cabe mencionar que puede realizarse el análisis del TPDA considerando el volumen de los dos sentidos de circulación debiendo quedar plenamente aclarado, para evitar errores en cálculos posteriores que se realicen con estos datos. Para determinar el TPDA, lo ideal sería disponer de los datos de una estación de contaje permanente que permita conocer las variaciones diarias, semanales y estacionales. Además convendría disponer del registro de datos de un período de varios años que proporcione una base confiable para pronosticar el crecimiento de tráfico que se puede esperar en el futuro. Como no es usual ni práctico tener estaciones permanentes en todas las rutas, se puede estimar en una primera semana el TPDA semanal, efectuando montajes por muestreo de 24 horas diarias, durante por lo menos 4 días por semana que incluyan sábado y domingo. En lo posible, las muestras semanales que se obtengan deberán corresponder a los meses y semanas más representativos del año, con el objeto de tomar en cuenta las variaciones estacionales máximas y mínimas. Los resultados que se obtienen en las investigaciones de campo, son procesados con el objeto de conocer la relación que existe entre los volúmenes de tránsito de los días ordinarios respecto a los correspondientes a los fines de semana y realizar los ajustes respectivos para obtener el TPDA semanal. En la etapa final se puede ajustar el TPDA semanal en base a factores mensuales obtenidos de datos de las estaciones permanentes, cuando éstas están disponibles, o del consumo de gasolina u otro patrón de variación estacional como la periodicidad de las cosechas. 1. Proceso de Cálculo del TPDA.

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a. Objetivo. Se determinará el tráfico promedio diario anual (T.P.D.A.), a partir de observaciones puntuales del tráfico y de los factores de variación. b. Observaciones de campo. Es necesario realizar conteos vehiculares que nos permitan conocer el nivel de tráfico existente. c. Tipos de conteo. Manuales: Son irremplazables por proporcionarnos información sobre la composición del tráfico y los giros en intersecciones de las que mucho depende el diseño geométrico de la vía. Automáticos: Permiten conocer el volumen total del tráfico. Siempre deben ir acompañados de conteos manuales para establecer la composición del tráfico. Con los equipos de conteo automático debe tenerse mucho cuidado con su calibración, ya que cuentan pares de ejes (por cada dos impulsos percibidos registran un vehículo). d. Período de observación. Para un estudio definitivo, se debe tener por lo menos un conteo manual de 7 días seguidos en una semana que no esté afectada por eventos especiales. Adjunto a esta información, es importante tener datos de un conteo automático por lo menos durante un mes para cuantificar el volumen total de tráfico y correlacionar con la composición registrada en la semana. e. Variaciones de tráfico. Como variaciones de tráfico se conoce a los factores que nos permiten establecer relaciones entre observaciones actuales y puntuales de tráfico de los datos estadísticos de lo ocurrido con anterioridad, llegando así a determinar el TPDA del año en el que se realice el estudio. Esta relación se puede establecer considerando el hecho de que la población se mueve por hábitos y al no existir una variación en la estructura social de un país, prácticamente estas variaciones permanecerán constantes en períodos más o menos largos, por lo que el TPDA se puede llegar a calcular a base de muestreos.

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f. Cálculo de variaciones (factores). Para llegar a obtener el TPDA a partir de una muestra, existen cuatro factores de variación que son:

- FACTOR HORARIO (FH). nos permite transformar el volumen de tráfico que se haya registrado en un determinado número de horas a VOLUMEN DIARIO PROMEDIO.

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- FACTOR DIARIO (FD). transforma el volumen de tráfico diario promedio en VOLUMEN SEMANAL PROMEDIO.

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- FACTOR SEMANAL (FS). transforma el volumen semanal promedio de tráfico en VOLUMEN MENSUAL PROMEDIO.

- FACTOR MENSUAL (FM). transforma el volumen mensual

promedio de tráfico en TRAFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL (TPDA).

TPDA= T0 x FH x FD x FS x FM (III-1)

Donde:

T0 = tráfico observado. 2. Tráfico Futuro. El pronóstico del volumen y composición del tráfico se basa en el tráfico actual. Los diseños se basan en una predicción del tráfico a 15 o 20 años y el crecimiento normal del tráfico, el tráfico generado y el crecimiento del tráfico por desarrollo. Las proyecciones de tráfico se usan para la clasificación de las carreteras e influyen en la determinación de la velocidad de diseño y de los demás datos geométricos del proyecto. La predicción de tráfico sirve, además, para indicar cuando una carretera debe mejorar su superficie de rodadura o para aumentar su capacidad; esto se hace mediante la comparación entre el flujo máximo que puede soportar una carretera y el volumen correspondiente a la 30ava hora, o trigésimo volumen horario anual más alto, que es el volumen horario excedido sólo por 29 volúmenes horarios durante un año determinado.

En el Ecuador no se han efectuado estudios para determinar los volúmenes correspondientes a la 30ava hora, pero de las investigaciones realizadas por la composición de tráfico se puede indicar que el volumen horario máximo en relación al TPDA varia entre el 5 y 10 por ciento.

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a. Crecimiento normal del tráfico actual. El tráfico actual es el número de vehículos que circulan sobre una carretera antes de ser mejorada o es aquel volumen que circularía, al presente, en una carretera nueva si ésta estuviera al servicio de los usuarios. Para una carretera que va a ser mejorada el tráfico actual está compuesto por:

- Tráfico Existente:

Es aquel que se usa en la carretera antes del mejoramiento y que se obtiene a través de los estudios de tráfico.

- Tráfico Desviado:

Es aquel atraído desde otras carreteras o medios de transporte, una vez que entre en servicio la vía mejorada, en razón de ahorros de tiempo, distancia o costo.

En caso de una carretera nueva, el tráfico actual estaría constituido por el tráfico desviado y eventualmente por el tráfico inicial que produciría el desarrollo del área de influencia de la carretera. En el país, la información acerca de la tendencia histórica del crecimiento de tránsito data solo a partir de 1963 y prácticamente se carece de datos con respecto a la utilización de los vehículos automotores (vehículos-kilómetro). En consecuencia, se estima que para el Ecuador, los indicadores más convenientes para determinar las tendencias a largo plazo sobre el crecimiento de tráfico, están dadas por las tasas de crecimiento observadas en el pasado, respecto al consumo de gasolina y diesel, así con respecto a la formación del parque automotor. En base a estas tendencias históricas, especialmente del consumo total de combustibles, de la aplicación del concepto de la elasticidad de la demanda de transporte y del crecimiento del producto interno bruto (PIB) y de la población, se establecen en forma aproximada y generalizada para nuestro país, las siguientes tasas de crecimiento de tráfico:

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b. Criterios para determinar el tráfico futuro. Conviene realizar las proyecciones de tráfico relacionando el tráfico vehicular con otros factores como por ejemplo, la población, la producción, etc. c. Relación del tráfico vehicular con la población. Con la información disponible del parque automotor y de la población en un período representativo, se procede a determinar la Tasa de motorización (número de vehículos por cada mil habitantes) para cada tipo de vehículo (livianos y pesados) y la ecuación de proyección con algún modelo que se ajuste al historial de la información existente. Uno de los modelos a usarse es el NOBEL LOGIT, con el que se determina la ecuación de ajuste y de proyección para la tasa de motorización con posibles tasas de saturación.

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Otro modelo a utilizarse es REGRESION LINEAL con el que se determina la ecuación de ajuste de la tasa de motorización en función del tiempo. Cabe señalar que las proyecciones realizadas con este modelo pueden ser muy optimistas si se está con tasas de motorización cercanas a la saturación.

Conociendo la curva o curvas de ajuste, se determina la tasa de motorización (Tm) para años futuros, que relacionándola con la población de ese año se obtiene el volumen vehicular futuro. d. Relación de tráfico vehicular con la producción. El volumen de producción o tasa de crecimiento de la producción, permite determinar la proyección de vehículos pesados. Se puede determinar un parámetro similar a Tm, relacionando el número de vehículos pesados con el volumen de proyección y obtener la correspondiente curva de proyección. e. Proyección en base a la tasa de crecimiento poblacional. En caso de no contar con la información estadística, las proyecciones se harán en base a la tasa de crecimiento poblacional o al consumo de combustible.

Tf = Ta (1+i) n (III - 4) Donde: Tf = Tráfico futuro o proyectado. Ta = Tráfico actual.

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i = Tasa de crecimiento del tráfico (en caso de no contar con datos, utilizar la tasa de crecimiento poblacional o de combustibles).

n = Número de años proyectados. f. Tráfico generado. El tráfico generado está constituido por aquel número de viajes que se efectuarían sólo si las mejoras propuestas ocurren, y lo constituyen:

- Viajes que no se efectuaron anteriormente. - Viajes que se realizaron anteriormente a través de unidades de

transporte público.

- Viajes que se efectuaron anteriormente hacia otros destinos y con las nuevas facilidades han sido atraídos hacia la carretera propuesta.

Generalmente, el tráfico generado se produce dentro de los dos años siguientes a la terminación de las mejoras o construcción de una carretera. En el país aún no se dispone de estudios respecto al comportamiento de tráfico generado, pero es conveniente disponer de un valor que relacione el grado de mejoramiento con el volumen de tráfico. En consecuencia, se ha establecido que el volumen de tráfico generado que provoca la terminación del proyecto, será igual a un porcentaje de tráfico normal que se espera en el primer año de vida del proyecto. Este porcentaje se estima equivalente a la mitad del ahorro en los costos a los usuarios expresado también como porcentaje. Por ejemplo, si los costos a los usuarios se reducen en un 20 por ciento, el tráfico generado sería el 10 por ciento del volumen de tráfico normal pronosticado para el primer año de operación de la carretera. Para evitar estimaciones muy altas o irracionales respecto al tráfico generado en los casos, muy raros, en los cuales se producen grandes ahorros para los usuarios como consecuencia del mejoramiento de un camino de clase baja con volúmenes de tráfico pesado relativamente importantes, se establece como límite máximo de incremento por tráfico generado el correspondiente a un 20 por ciento del tráfico normal para el primer año de operación del proyecto. Para los restantes años del periodo de pronóstico, el tráfico generado se estima que crecerá a la misma tasa que el tráfico normal.

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g. Tráfico por desarrollo. Este tráfico se produce por incorporación de nuevas áreas a la explotación o por incremento de la producción de las tierras localizadas dentro del área de influencia de la carretera. Este componente del tráfico futuro, puede continuar incrementándose durante parte o todo el período de estudio. Generalmente se considera su efecto a partir de la incorporación de la carretera al servicio de los usuarios.

En cada proyecto, y en base a los datos que proporcionan los Contajes de Tráfico, así como las investigaciones de Origen y Destino se determinará cual será el factor de expansión del tráfico por desarrollo que debe emplearse para obtener el TPDA correspondiente. Este método podría utilizarse hasta que se desarrolle un procedimiento o modelo matemático más satisfactorio y práctico. En general, no conviene proyectar los tráficos basándose únicamente en tendencias históricas, pues cualquier cambio brusco de las circunstancias (desarrollo de nuevas áreas, puesta en marcha de una nueva industria, promoción turística de una zona, etc.)puede alterar la tendencia histórica o cambiarla en el futuro previsible. Cuando sea posible convendrá realizar las previsiones en función de los planes de desarrollo, previsiones industriales, etc. de las zonas afectadas. 3. Clasificación de Carreteras de Acuerdo al Tráfico. Para el diseño de carreteras en el país, se recomienda la clasificación en función del pronóstico de tráfico para un período de 15 ó 20 años que se muestra en el Cuadro III-1 de la página siguiente.

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Cuadro III-1

3.1 CLASE DE CARRETERA

En el Ecuador, el MOP ha clasificado tradicionalmente las carreteras de acuerdo a un cierto grado de importancia basado más en el volumen del tráfico y el número de calzadas requerido que en su función jerárquica. Aquí se incorpora este criterio que cimentará las bases de la estructura de la red vial del país del nuevo milenio. El cuadro III-2 presenta la relación entre la función jerárquica y la clasificación de las carreteras según el MOP.

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CUADRO III-2 RELACION FUNCION, CLASE MOP Y TRAFICO

FUNCION

CLASE DE CARRETERA (según MOP)

TPDA (1) (AÑO FINAL DE DISEÑO)

CORREDOR RI - RII (2) >8000

ARTERIAL I 3000 – 8000 II 1000 – 3000 COLECTORA III 300 – 1000 IV 100 – 300 VECINAL V < 100

Notas: (1) De acuerdo al nivel de servicio aceptable al final de la vida útil. (2) RI - RII - Autopistas.

De acuerdo a la jerarquía atribuida en la red, las carreteras deberán ser diseñadas con las características geométricas correspondiente a su clase y construirse por etapas en función del incremento del tráfico. 3.1.1 Corredores Arteriales Estos corredores pueden ser carreteras de calzadas separadas (autopistas) y de calzada única (Clase I y II). Dentro del grupo de autopistas, éstas tendrán un control total de accesos y cuyo uso puede ser prohibido a cierta clase de usuarios y de vehículos. Dentro del segundo grupo de arteriales (Clase I y II) que son la mayoría de las carreteras, éstas mantendrán una sola superficie acondicionada de la vía con dos carriles destinados a la circulación de vehículos en ambos sentidos y con adecuados espaldones a cada lado; incluirá además pero en forma eventual, zonas suplementarias en las que se asientan carriles auxiliares, zonas de giro, paraderos y sus accesos que se realizan a través de vías de servicio y rampas de ingreso/salida adecuadamente diseñadas. 3.1.2 Vías Colectoras Estas vías son las carreteras de clase I, II, III y IV de acuerdo a su importancia que están destinadas a recibir el tráfico de los caminos vecinales. Sirven a poblaciones principales que no están en el sistema arterial nacional.

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3.1.3 Caminos Vecinales Estas vías son las carreteras de clase IV y V que incluyen a todos los caminos rurales no incluidos en las denominaciones anteriores.

CUADRO III-3 RESUMEN DE LOS PESOS Y DIMENSIONES DE

BUSES Y CAMIONES

D IM E N S IO N E S D E C A M IO N E S Y B U S E S P R O Y E C T O D E R E F O R M A V IG E N T E S M O P

S E G Ú N M O P

A n c h o c a m ió n 2 .6 0 m 2 .6 0 mA n c h o b u s 2 .6 0 m 2 .6 0 mA lto c a m ió n 4 .1 0 m 4 .1 0 m *A lto b u s 4 .1 0 m 4 ,1 0 mL a rg o C a m ió n r íg id o (1 ,2 o 3 e je s e n e l 1 1 ,5 0 m (c o n 2 e je s ) 1 2 .0 0 ms e m ire m o lq u e 1 2 ,2 0 m (c o n 3 e je s )L a rg o tra c to c a m ió n + s e m ire m o lq u e (1 ,2 ,3 e je s ) 1 7 ,5 0 m (2 S ! ; 2 S 2 ,2 S 3 ,3 S 1 ) 1 8 ,0 0 (3 S 2 y 3 S 3 )e n e l s e m ire m o lq u e ) 1 8 ,3 m (3 S 2 ,3 S 3 ) *L a rg o s e m ire m o lq u e 9 ,0 m (1 e je ) 9 .0 (1 E J E )

1 2 ,3 m (2 e je s ) 1 2 .3 (2 E J E S ) *1 3 ,O m (3 e je s ) 1 3 .0 (3 E J E S )

L a rg o re m o lq u e 1 0 ,0 0 m 1 0 .0 0 m .L a rg o c a m ió n + re m o lq u e 1 8 ,3 0 m 1 8 :3 0 m .L a rg o tra c to c a m ió n + s e m ire m o lq u e + re m o lq u e 1 8 ,3 0 m 1 8 .3 m .

C o n v e n c io n a l 1 3 ,3 mL a rg o b u s la rg a d is ta n c ia S e m i in te g ra l 1 5 ,0 m h a s ta

c o n 3 e je sIn te g ra l 1 5 ,0 m h a s ta 4e je s d ire c c io n a le s

L a rg o b u s a r t ic u la d o 1 8 ,3 m -L a rg o b u s u rb a n o /s u b u rb a n o - -A n c h o v e h íc u lo s e s p e c ia le s - -A lto V e h íc u lo s e s p e c ia le s - -L a rg o d e v e h íc u lo s e s p e c ia le s (1 ) 2 1 2 1 *S e p a ra c ió n p a ra e je s c o m p u e s to s - m in 1 .2 m

m a x . 1 .6 m P E S O S C A M IO N E SE je tra s e ro s im p le ro d a d o s im p le (2 r) 6 ,0 0 t 6 ,0 0 tE je tra s e ro s im p le ro d a d o d o b re ( 1 r) 1 1 ,0 0 t 1 2 ,0 0 tE je tra s e ro d o b le ro d a d o s im p le ( 4 r) 1 2 ,0 0 t 1 2 ,0 0 tE je tra s e ro d o b le ro d a d o s im p le y d o b le ( 6 r) 1 5 ,5 0 tE je tra s e ro d o b le ro d a d o d o b le (8 r) 1 9 ,0 0 t 2 0 ,0 0 tE je tra s e ro tr ip le ro d a d o s im p le ( 6 r) 1 8 ,0 0 t -E je tra s e ro tr ip le 1 ro d a d o s im p le y 2 d o b le s (1 0 r) 2 4 ,0 0 t -E je tra s e ro tr ip le 3 ro d a d o s d o b le s (1 2 r) 2 4 ,0 0 t 2 4 ,0 0 tP e s o B ru to T o ta l a d m itid o 4 8 ,0 0 4 6 ,0 0 t *

5 0 0 K g . p a ra e je d e la n te roy 1 0 0 0 K g p a ra c u a lq u ie ra

T o le ra n c ia s d e p e s o s d e lo s e je s p o s te r io re sN o e x is te to le ra n c ia p a ra -e l P .B .V .

R e la c ió n p o te n c ia d e p e s o s 6 ,5 IIP /t 8 IIp /t y 6 ,5 IIP /t* E n e s tu d io e l c a m b io d e v a lo re s

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IV. Velocidad de Diseño

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CAPITULO IV. VELOCIDAD DE DISEÑO Es la velocidad máxima a la cual los vehículos pueden circular con seguridad sobre un camino cuando las condiciones atmosféricas y del tránsito son favorables. Esta velocidad se elige en función de las condiciones físicas y topográficas del terreno, de la importancia del camino, los volúmenes del tránsito y uso de la tierra, tratando de que su valor sea el máximo compatible con la seguridad, eficiencia, desplazamiento y movilidad de los vehículos. Con esta velocidad se calculan los elementos geométricos de la vía para su alineamiento horizontal y vertical. Seleccionar convenientemente la velocidad de diseño es lo fundamental. Teniendo presente que es deseable mantener una velocidad constante para el diseño de cada tramo de carretera. Los cambios en la topografía pueden obligar hacer cambios en la velocidad de diseño en determinados tramos. Cuando esto sucede, la introducción de una velocidad de diseño mayor o menor no se debe efectuar repentinamente, sino sobre una distancia suficiente para permitir al conductor cambiar su velocidad gradualmente, antes de llegar al tramo del camino con distinta velocidad de proyecto. La diferencia entre las velocidades de dos tramos contiguos no será mayor a 20 Km/h. Debe procederse a efectuar en el lugar una adecuada señalización progresiva, con indicación de velocidad creciente o decreciente. La velocidad de diseño debe seleccionarse para el tramo de carreteras más desfavorables y debe mantenerse en una longitud mínima entre 5 y 10 kilómetros. Una vez seleccionada la velocidad, todas las características propias del camino se deben condicionar a ella, para obtener un proyecto equilibrado. Siempre que sea posible se aconseja usar valores de diseños mayores a los mínimos establecidos. Un camino en terreno plano o ondulado justifica una velocidad de diseño mayor que la correspondiente a la de un camino en terreno montañoso. Un camino que cruza una región poco habitada justifica una velocidad de proyecto mayor que otro situado en una región poblada. Un camino que va a tener un gran volumen de tránsito justifica una velocidad de diseño mayor que otra de menos volumen, en una zona de topografía semejante, principalmente cuando la economía en la operación de los vehículos es grande, comparada con el aumento de costo.

26

La mayoría de los caminos son diseñados para satisfacer las necesidades del tránsito, dentro de un período de hasta de 20 años posteriores al año de realización del proyecto. Si se planifica adecuadamente, los elementos de la sección transversal de un camino pueden alterarse en el futuro sin mucha dificultad, mientras que los cambios en los alineamientos horizontal y vertical incluyen gastos y consideraciones de gran envergadura. En conclusión se puede señalar tres aspectos básicos y decisivos en la elección de la velocidad de diseño, que son los siguientes:

— Naturaleza del terreno: Es comprensible que un camino ubicado en una zona llana o poco ondulada ha de tener una velocidad mayor que un similar de una zona muy ondulada o montañosa, o que uno que atraviesa una zona rural respecto del que pasa por una zona urbana.

— La modalidad de los Conductores: Un conductor no ajusta la

velocidad de su vehículo a la importancia que reviste un camino en el proyecto, sino a las limitaciones que le imponen las características del lugar o del tránsito y a sus propias necesidades o urgencias. Circula a una velocidad baja cuando existen motivos evidentes de tal necesidad. Como consecuencia de lo anterior existe una tendencia a viajar a una velocidad elegida instintivamente, la que puede ser alta para el camino. Este punto debe de estudiarse en detalle, dado que al proyectar ha de preferirse un valor que corresponda al deseo de la mayoría de los usuarios.

— El factor económico: Las consideraciones económicas deben

dirigirse hacia el estudio del costo de operación de los vehículos a velocidades elevadas, así como el alto costo de las obras destinadas a servir un tránsito de alta velocidad.

En el Cuadro IV.l se consignan en un cuadro los valores de las velocidades de diseño que se recomiendan utilizar en el diseño de caminos en el País. 4.1 EL PROCESO DE DISEÑO

El proceso de diseño geométrico es la etapa en donde se definen todas las características de la estructura vial en sus tres dimensiones, planta,

27

alzado, sección transversal, facilidades de circulación y los elementos necesarios para la seguridad vial. Estas características están ligadas a la función jerárquica de la vía dentro de la red, a las condiciones de los usuarios, a la mecánica de los vehículos y a los requerimientos geométricos de las vías que se determinan en función de un volumen de tráfico y de un nivel de servicio correspondiente a un año horizonte. La Figura III-2 ilustra el proceso de diseño en un diagrama de flujo.

4.2 CARACTERISTICAS PARA LA DEFINICION DEL TRAZADO

Los parámetros fundamentales que se deben considerar en todo trazado de carreteras son las siguientes: 4.2.1. Características Humanas Se refieren a la visión, percepción, aspectos psicológicos, eficacia, fatiga aspectos fisiológicos, tiempos de percepción y reacción del conductor. Para el Ecuador, se considera tiempos de percepción de 1 seg y de reacción de 2 seg; alturas del ojo del conductor de 1.05m para vehículos livianos, 2.0 m para vehículos pesados y del obstáculo de 0.2 m (TRRL - ODA hacia vías más seguras en países en desarrollo).

4.2.2 Características del Vehículo Las características geométricas son las indicadas en EL Cuadro III-3 Respecto a las características de funcionamiento (ie., potencia, visibilidad, velocidad, radio mínimo de giro) estarán de acuerdo a normas internacionales.

4.2.3 Características de Diseño Los parámetros que determinan las características de diseño de una carretera son la velocidad, la visibilidad, el radio de curvatura horizontal, la distancia de parada, el gradiente, la capacidad de flujo y nivel de servicio, las intersecciones, y las facilidades intermedias.

28

Figura III-2

29

4.3. RELACION CON LA VELOCIDAD DE CIRCULACION La velocidad de circulación es la velocidad real de un vehículo a lo largo de una sección específica de carretera y es igual a la distancia recorrida dividida para el tiempo de circulación del vehículo, o a la suma de las distancias recorridas por todos los vehículos o por un grupo determinado de ellos, dividida para la suma de los tiempos de recorrido correspondientes. La velocidad de circulación de los vehículos en un camino, es una medida de la calidad del servicio que el camino proporciona a los usuarios, por lo tanto, para fines de diseño, es necesario conocer las velocidades de los vehículos que se espera circulen por el camino para diferentes volúmenes de tránsito. La relación general entre la velocidad de circulación y la velocidad de diseño se ilustra en la Figura IV-2. En dicha figura se visualiza que conforme el volumen de tránsito aumenta, la velocidad de circulación disminuye debido a la interferencia que se produce entre los vehículos. Si el volumen de tránsito excede el nivel intermedio, la velocidad de circulación disminuye aún más y en el caso extremo, cuando el volumen es igual a la capacidad del camino, la velocidad de los vehículos está determinada más por el grado de saturación del tránsito que por la velocidad de diseño. La relación entre la velocidad de circulación y la velocidad de diseño para volúmenes de tránsito altos no se utiliza para fines de diseño, siendo su carácter solamente ilustrativo. Todo camino debe diseñarse para que circulen por él volúmenes de tránsito que no estén sujetos al grado de saturación que representa la curva inferior, de volumen de tránsito alto.

30

31

32

Los valores del Cuadro IV-2 para bajos volúmenes de tránsito, constituyen el factor más importante que gobierna ciertos elementos del diseño, tales como el peralte, las curvas en intersecciones y los carriles de cambio de velocidad. La velocidad de marcha en un camino sufre variaciones durante el día, dependiendo principalmente esta variación del volumen de tránsito. Por lo que debe especificarse si la velocidad de circulación corresponde a la hora de máxima demanda o a otra hora, o bien si es un promedio de las velocidades de todo el día. Las dos primeras se utilizan para fines de diseño y operación y la última para análisis económicos. Los valores de la velocidad de circulación correspondientes a volúmenes de tráfico bajos se usan como base para el cálculo de las distancias de visibilidad para parada de un vehículo y los correspondientes a volúmenes de tráfico intermedios se usan para el cálculo de la distancia de visibilidad para rebasamiento de vehículos.

33

V. Alineamiento Horizontal

34

CAPITULO V. ALINEAMIENTO HORIZONTAL El alineamiento horizontal es la proyección del eje del camino sobre un plano horizontal. Los elementos que integran esta proyección son las tangentes y las curvas, sean estas circulares o de transición. La proyección del eje en un tramo recto, define la tangente y el enlace de dos tangentes consecutivas de rumbos diferentes se efectúa por medio de una curva. El establecimiento del alineamiento horizontal depende de: La topografía y características hidrológicas del terreno, las condiciones del drenaje, las características técnicas de la subrasante y el potencial de los materiales locales. A. TANGENTES Son la proyección sobre un plano horizontal de las rectas que unen las curvas. Al punto de intersección de la prolongación de dos tangentes consecutivas se lo llama PI y al ángulo de definición, formado por la prolongación de una tangente y la siguiente se lo denomina “α” (alfa) Las tangentes van unidas entre sí por curvas y la distancia que existe entre el final de la curva anterior y el inicio de la siguiente se la denomina tangente intermedia. Su máxima longitud está condicionada por la seguridad. Las tangentes intermedias largas son causa potencial de accidentes, debido a la somnolencia que produce al conductor mantener concentrada su atención en puntos fijos del camino durante mucho tiempo o por que favorecen al encandilamiento durante la noche; por tal razón, conviene limitar la longitud de las tangentes intermedias, diseñando en su lugar alineaciones onduladas con curvas de mayor radio.

35

B. CURVAS CIRCULARES Las curvas circulares son los arcos de circulo que forman la proyección horizontal de las curvas empleadas para unir dos tangentes consecutivas y pueden ser simples (ver Figura V.l) o compuestas. Entre sus elementos característicos principales se tienen los siguientes:

— Grado de curvatura: Es el ángulo formado por un arco de 20 metros. Su valor máximo es el que permite recorrer con seguridad la curva con el peralte máximo a la velocidad de diseño.

El grado de curvatura constituye un valor significante en el diseño del alineamiento. Se representa con la letra GC y su fórmula es la siguiente:

92,1145360G C (V . 1) R

GR220 C =⇒π

=

— Radio de curvatura: Es el radio de la curva circular y se identifica como “R” su fórmula en función del grado de curvatura es:

CG92,1145R = (V . 2)

1. Radio Mínimo de Curvatura Horizontal. El radio mínimo de la curvatura horizontal es el valor más bajo que posibilita la seguridad en el tránsito a una velocidad de diseño dada en función del máximo peralte (e) adoptado y el coeficiente (f) de fricción lateral correspondiente. El empleo de curvas con Radios menores al mínimo establecido exigirá peraltes que sobrepasen los límites prácticos de operación de vehículos. Por lo tanto, la curvatura constituye un valor significante en el diseño del alineamiento. El radio mínimo (R) en condiciones de seguridad puede calcularse según la siguiente fórmula:

( )fe127VR

2

+= (V . 3)

36

Donde: R = Radio mínimo de una curva horizontal, m. V = Velocidad de diseño, Km/h. f = Coeficiente de fricción lateral. e = Peralte de la curva, m/m (metro por metro ancho de la calzada). Criterios para adoptar los valores del radio mínimo:

— Cuando la topografía del terreno es montañosa escarpada. — En las aproximaciones a los cruces de accidentes orográficos e hidrográficos. — En intersecciones entre caminos entre sí. — En vías urbanas.

A continuación, se incluye un cuadro con valores mínimos recomendables para el radio de la curva horizontal.

37

FIGURA V . 1 ELEMENTOS DE LA CURVA CIRCULAR SIMPLE PI Punto de intersección de la prolongación de las tangentes PC Punto en donde empieza la curva simple PT Punto en donde termina la curva simple α Angulo de deflexión de las tangentes

C∆ Angulo central de la curva circular θ Angulo de deflexión a un punto sobre la curva circular GC Grado de curvatura de la curva circular RC Radio de la curva circular T Tangente de la curva circular o subtangente E External M Ordenada media C Cuerda CL Cuerda larga l Longitud de un arco le Longitud de la curva circular

38

— Angulo central: Es el ángulo formado por la curva circular y se simboliza como

“α ” (alfa). En curvas circulares simples es igual a la deflexión de las tangentes. — Longitud de la curva: Es la longitud del arco entre el PC y el PT. Se lo representa

como lc y su fórmula para el cálculo es la siguiente:

(V . 4) 1803602

απαπ

RlR

LC

C =⇒=

Independientemente de que a cada velocidad corresponde un radio mínimo, cuando el ángulo de deflexión es muy pequeño habrá que asumir valores de radio mayores tanto para satisfacer la longitud requerida para la transición del peralte, como para mejorar las condiciones estéticas del trazado.

- Tangente de curva o subtangente: Es la distancia entre el PI y el PC ó entre el PI y

el PT de la curva, medida sobre la prolongación de las tangentes. Se representa con la letra “T” y su fórmula de cálculo es:

α= (V . 5)

2

tan*RT

- External: Es la distancia mínima entre el PI y la curva. Se representa con la letra

“E” y su fórmula es:

−

α= 1

2secRE (V . 6)

- Ordenada media: Es la longitud de la flecha en el punto medio de la curva. Se

representa con la letra “M” y su fórmula de cálculo es:

39

(V . 7) 2

cosαRRM −=

- Deflexión en un punto cualquiera de la curva: Es el ángulo entre la prolongación de

la tangente en el PC y la tangente en el punto considerado. Se lo representa como θ y su fórmula es:

l*G C (V . 8)

20=θ

- Cuerda: Es la recta comprendida entre 2 puntos de la

curva. Se la representa con la letra “C” y su fórmula es:

θ (V . 9) 2

sen*R*2C =

Si los dos puntos de la curva son el PC y el PT, a la cuerda resultante se la llama CUERDA LARGA. Se la representa con las letras “CL” y su fórmula es:

α (V . 10) 2

sen*R*2CL =

— Angulo de la cuerda: Es el ángulo comprendido entre la prolongación de la tangente

de la vía y la curva. Su representación es “Ø” y su fórmula para el cálculo es:

)11.(2

Vθφ =

40

En función del grado de curvatura:

)12.(40

1*V

GC=φ El ángulo para la cuerda larga se calcula con la siguiente fórmula: )13.(

40* VlG C=φ

C. CURVAS DE TRANSICION Son las curvas que unen al tramo de tangente con la curva circular en forma gradual, tanto para el desarrollo del peralte como para el del sobreancho. La característica principal es que a lo largo de la curva de transición, se efectúa de manera continua, el cambio en el valor del radio de curvatura, desde infinito en la tangente hasta llegar al radio de la curva circular. Tanto la variación de la curvatura como la variación de la aceleración centrífuga son constantes a lo largo de la misma. Este cambio será función de la longitud de la espiral, siendo más repentino cuando su longitud sea más corta. Las curvas de transición empalman la alineación recta con la parte circular, aumentando la seguridad, al favorecer la maniobra de entrada en la curva y la permanencia de los vehículos en su propio carril.

La clotoide o espiral de Euler es la curva más apropiada para efectuar transiciones. Todas las clotoides tienen la misma forma, pero difieren en sí por su longitud. CURVA DE INFLEXION O CURVA REVERSA

TiR1

R2

41

Es una curva en “S” que une dos puntos de curvatura opuesta. En algunos casos puede permitirse que Ti = 0, o sea sin tangente intermedia OVOIDE Es la sucesión en la misma dirección de arcos de círculo – espiral – círculo. El arco intermedio de curva espiral, tiene en los dos puntos de contacto con los arcos circulares, tangentes comunes y radios iguales.

R2 R1

SERIE DE ESPIRALES, O SERIE DE CLOTOIDES Es una sucesión de arcos con parámetros distintos, curvaturas dirigidas y crecientes en el mismo sentido, tangentes comunes y la misma curvatura para cada dos arcos sucesivos

A1 A3A2A2 A3

A1

Parámetro = LeR *

42

1. Principales Ventajas Que Ofrecen las Curvas de Transición.

a. Las curvas de transición diseñadas adecuadamente ofrecen al conductor una trayectoria fácil de seguir, de manera que la fuerza centrífuga se incremente y decrezca gradualmente conforme el vehículo entra en la curva circular y sale de ella. La fuerza centrífuga pasa de un valor cero, en el comienzo de la curva espiral, al valor máximo al final de la misma en una forma gradual.

b. Como consecuencia de lo anterior, resulta fácil para un conductor mantenerse

en su carril sin disminuir la velocidad.

e. La longitud de la curva de transición permite un adecuado desarrollo del peralte cumpliéndose aproximadamente la relación velocidad-radio para el vehículo circulante. Si no se intercala una curva de transición, el peralte debe iniciarse en la parte recta y en consecuencia el vehículo tiende a deslizarse hacia la parte interior de la curva, siendo necesaria una maniobra forzada para mantenerlo en su carril cuando el vehículo aún va en la parte recta.

d. Cuando la sección transversal necesita ser ensanchada a lo largo de una curva

circular, la curva de transición también facilita la transición del ancho.

e. El aspecto de la curva resulta agradable. 2. Posibilidades de aplicación de la curva espiral o clotoide 2.1. Curva de transición.- Es un arco de curva espiral desde el radio α = infinito (en tangente), hasta el radio del arco circular siguiente:

43

A fin de obtener un trazado equilibrado, se recomienda que en lo posible la longitud del arco circular, se aproxime al valor de la longitud de la curva espiral. 2.2. Clotoide de vértice o espiral de punta Representa la transición entre dos rectas de distinta dirección. Se compone de dos arcos de espiral con un mismo radio de curvatura y tangente común en el punto de contacto. En este caso, el valor de θe = α/2. Se recomienda su utilización cuando el valor de la deflexión α (Alfa) se aproxima al doble del valor de θe. En este caso, la longitud del arco circular está en el orden de m10± y se puede calcular el radio en función de la longitud de la espiral y el valor de la deflexión α (Alfa), aplicando la fórmula:

απ ××

= eLR

180

R en metros Le en metros α en grados

Conocidos α, R

180RLe α××π

=

44

Conocidos α, R, Le1 (curva asimétrica) Θe2 = α – θe1

902

2e

eRL θπ ××

=

3. Elementos Característicos Principales. - Longitud de la espiral: Es la longitud medida sobre la curva entre el TE y el EC o

del CE al ET. Su longitud mínima está expresada por la siguiente fórmula:

CR

V072.0L3

e = (V . 14)

Donde:

Le = Longitud mínima de la espiral, m. V = Velocidad de diseño, Km/h. R = Radio de la curva circular, m. C = Coeficiente de comodidad y seguridad. Varía entre 1 y 3. (1 para

mayor seguridad y confort)

En todo caso el criterio más práctico para determinar la longitud de la espiral es el de asumir la distancia necesaria para el desarrollo del peralte, la cual podría lograrse en función de la siguiente fórmula:

m*e*aP

e*ae =L = (V . 15)

45

Donde:

a = Semiancho de la calzada en tangente para caminos de dos carriles. e = Peralte de la curva circular, en valor absoluto. P = Pendiente longitudinal de la orilla de la calzada con respecto al eje del

camino, en valor absoluto. m = Talud de la orilla de la calzada respecto al eje del camino.

m = 1.5627 * V+ 75 (V.16) Empíricamente la ASSHTO establece, que para caminos de más de dos carriles, la longitud mínima de la espiral debe ser la siguiente:

- Caminos de tres carriles: 1, 2 veces la longitud calculada para un camino de dos carriles.

- Camino de cuatro carriles: 1, 5 veces la longitud calculada para un camino

de dos carriles.

- Camino de seis carriles: 2, 0 veces la longitud calculada para un camino de dos carriles.

En el cuadro adjunto (V.l ) se indican las longitudes de las espirales en función de la velocidad de diseño, del radio de la curva circular y del coeficiente C = 2. Por razones prácticas, la longitud mínima aceptable de transición debe ser tal, que un vehículo que circule a la velocidad de diseño tarde cuando menos 2 segundos en recorrerla, para un camino de dos vías con ancho de carril de 3,65 m y peralte del 7%; * la longitud mínima absoluta de transición será: Le = 0.56 V (V.17) Donde:

V = Velocidad de diseño Km/h.

46La longitud así obtenida se recomienda para cualquier semiancho de calzada.

Deflexión de la espiral: Es el ángulo comprendido entre las tangentes a la espiral

en sus puntos extremos. Su fórmula es:

,R2

L ee =θ Radianes (V . 18)

en grados:

RLoLG e

eeC

e *90*

40*

πθθ == (V . 19)

— Longitud total de la curva: Es la suma de las longitudes de las dos espirales de transición y de la longitud de la curva circular. Para curvas simétricas se tiene:

CeT LL2L += (V . 20) Por otro lado, existe un límite superior e inferior para la longitud de la curva.

El límite inferior absoluto está dado por la condición de que existan dos espirales de transición de longitud mínima absoluta, por lo que L1 = 2 L = 1,12 V, sin que exista curva circular entre ellas.

El limite superior está dado por la longitud máxima de curva, que será aquella que se recorra en 20 segundos a la velocidad de diseño, por lo cual LT = 5,56 V.

47

Figura V-2

48 48

4. Cálculo de los Elementos la Curva Espiral. La Ley de Curvatura de la clotoide es:

RLA e ×= = Parámetro de la Espiral

O sea que para cada valor del parámetro A, el producto de Le y el radio (R), se mantienen constantes en todos los puntos de la espiral o clotoide. Todas las clotoides son semejantes entre sí, por lo que permiten aumentarse o disminuirse proporcionalmente. Re = R x Le/L; Radio en cualquier punto de la espiral

RLe

e 2=δ ; Angulo al centro de la espiral, en radianes

πδ

θ ee

×=

180 ; Angulo al centro en grados, minutos y segundos

RLe

e ××

=π

θ 90

7103.8

3−××−= e

eeA θθ , Angulo de desviación de la tangente y la cuerda larga en TE

ee AB −=θ ; Angulo de desviación de la cuerda larga y tangente corta en CE

COORDENADAS DE EC

)!817!613!49!25

1(8642

×+

×−

×+

×−= eeee

ee LXδδδδ )

6854409360216101(L

8e

6e

4e

2e

e

δ+

δ−

δ+

δ−=

)!715!511!373

(753

×−

×+

×−= eeee

ee LYδδδδ )

756001320423(

753eeee

eLδδδδ

−+−=

e

ec Sen

YT

θ= (en gráfico V-2, “v”)

49

e

eeL Tan

YXT

θ−= (en gráfico V-2, “u”)

COORDENADAS DE PC

)1( ee CosRYP θ−−= ; (Retranqueo)

ee SenRXK θ×−= ; (Abscisa del PC desplazado, medido desde TE) CALCULO DE TANGENTES PRINCIPALES O SUBTANGETES: TE – PI; PI – ET; LONGITUD DEL ARCO CIRCULAR

1. CASO 1.- CURVAS SIMÉTRICAS: Datos:

o α o R o Le o Abscisas de TE ó PI

Te = (R + P) * Tg

2α + K

cα = eθα *2−

180c

c RLα

π ××=

Longitud Total LT = Lc + 2Le o también LT =

180απ ×× R + Le

Progresivas: TE = PI - Te (Excepto para curvas de retorno) EC = TE + Le

CE = EC + Lc ET = CE + Le ET = TE + LT

50

2. CASO 2.- CURVAS ASIMETRICAS

Datos:

o α o R o Le1 o Le2 o Abscisas de TE ó PI

αSenPPD 12 −=

Te1 = Tan(α/2)(R + P1) + K1 + D Te2 = Tan(α/2)(R + P2) + K2 - D

( )2121 eeeec θθαθθαα +−=−−=

180

cc

RL

απ ××=

LT = Le1 + Lc + Le2 Progresivas: TE = PI - Te1 EC = TE + Le1

CE = EC + Lc ET = CE + Le2 ET = TE + LT

D. PERALTE Cuando un vehículo recorre una trayectoria circular es empujado hacia afuera por efecto de la fuerza centrífuga “F”. Esta fuerza es contrarrestada por las fuerzas componentes del peso (P) del vehículo, debido al peralte, y por la fuerza de fricción desarrollada entre llantas y la calzada.

51

Figura V.3 Estabilidad del vehículo en las curvas

La fuerza centrífuga “F” se calcula según la siguiente fórmula:

)33.V(RgV*P

RVmF

22

==

Donde: P = Peso del vehículo, Kg. y = Velocidad de diseño, m/seg. g = Aceleración de la gravedad = 9.78 m/seg2. R = Radio de la curva circular, m. La inestabilidad debida a la fuerza centrífuga puede manifestarse de dos maneras: por deslizamientos o por volcamiento. La condición necesaria y suficiente para que no se produzca el vuelco es que el momento del peso respecto al eje en el punto “O” sea menor que el momento de la fuerza centrífuga respecto al mismo 52

eje. Si el vehículo tiene un ancho EV y la altura de su centro de gravedad es “h”, se tendrá:

( ) α−α=α−α= cosFtanPcos*Fsen*PFx (V . 34)

( ) )35.V(costan*FPsenFcos*PFy αα+−=α+α−= La condición necesaria y suficiente para que el vehículo no se deslice al transitar por la curva es: ∑ = )36.V(0Fx )37.V(0Fx =φ+ Donde: α=φ cos*Px*f (V . 38) Siendo “f” el coeficiente de fricción lateral. Si el camino se mantiene transversalmente horizontal, la fuerza centrífuga “F” sería absorbida exclusivamente por el peso “P” del vehículo y el rozamiento por rotación. Esto conduce a la conclusión de que es necesario introducir el peralte de la curva, para lo cual se da al camino una inclinación transversal, de tal manera que sea ésta inclinación la que absorba parte del valor de la fuerza centrífuga. Si se introduce el peralte en la curva, dándole una sobre elevación “H” al borde exterior, aparecerán fuerzas que fijarán el vehículo a la calzada. Del análisis de la figura (V.3) se desprende que las fuerzas que se resisten al deslizamiento transversal del vehículo son: P * sen α, F * sen α y P * cos α , mientras solamente F * cos α es la que produce el deslizamiento. El coeficiente de rozamiento transversal afectaría únicamente a aquellas fuerzas normales a la calzada, esto es F * sen α y P * cos α. En estas condiciones, la ecuación de equilibrio será: ( )α+α+α=α cos*Psen*Fsen*Pcos*F (V . 39) 53

Luego de hacer reemplazos y simplificaciones se llega a la siguiente ecuación:

( )ftan127VR

2

+α= (V . 40)

Donde la pendiente transversal de la calzada “e” = tan α. Por lo que la ecuación toma la siguiente forma:

R127

Vfe2

=+ (V . 41)

De donde la fórmula para el cálculo del peralte siguiente:

fR127

Ve2

−= (V . 42)

Donde:

E = Peralte de la curva, m/m (metro por metro de ancho de la calzada). V = Velocidad de diseño, Km/h. R = Radio de la curva, m. f = Máximo coeficiente de fricción lateral. (Ver cuadro V.l)

54

55

1. Magnitud del Peralte. El uso del peralte provee comodidad y seguridad al vehículo que transita sobre el camino en curvas horizontales, sin embargo el valor del peralte no debe sobrepasar ciertos valores máximos ya que un peralte exagerado puede provocar el deslizamiento del vehículo hacia el interior de la curva cuando el mismo circula a baja velocidad. Debido a estas limitaciones de orden práctico, no es posible compensar totalmente con el peralte la acción de la fuerza centrífuga en las curvas pronunciadas, siendo necesario recurrir a la fricción, para que sumado al efecto del peralte, impida el deslizamiento lateral del vehículo, lo cual se lo contrarresta al aumentar el rozamiento lateral. En base a investigaciones realizadas, se ha adoptado el criterio de contrarrestar con el peralte aproximadamente el 55% de la fuerza centrífuga; el restante 45% lo absorbe la fricción lateral. Se recomienda para vías de dos carriles un peralte máximo del 10% para carreteras y caminos con capas de rodadura asfáltica, de concreto o empedrada para velocidades de diseño mayores a 50 Km/h; y del 8% para caminos con capa granular de rodadura (caminos vecinales tipo 4, 5 y 6) y velocidades hasta 50 Km/h. Para utilizar los valores máximos del peralte deben tenerse en cuanto los siguientes criterios para evitar: - Un rápido deterioro de la superficie de la calzada en caminos de tierra, subbase, por

consecuencia del flujo de aguas de lluvía sobre ellas. - Una distribución no simétrica del peso sobre las ruedas del vehículo, especialmente

los pesados. - El resbalamiento dentro de la curva del vehículo pesado que transita a una velocidad

baja.

56

2. Desarrollo del Peralte. Cada vez que se pasa de una alineación recta a una curva, se tiene que realizar una transición de una sección transversal, de un estado de sección normal al estado de sección completamente peraltada o viceversa, en una longitud necesaria para efectuar el desarrollo del peralte. Se debe encontrar la manera de hacer variar la fuerza centrífuga del valor cero, que tiene en la alineación recta, al valor “F’ que tiene una curva de radio “R”. El desarrollo o transición del peralte puede efectuarse con una curva de enlace, que regule la trayectoria del vehículo durante su recorrido en la transición, o sin curva de enlace, dependiendo de dos factores que son: El valor del radio de la curva que se peralta y la comodidad del recorrido vehicular para realizar el peraltado de las curvas y la transición del peralte; existen tres métodos:

a. Haciendo girar la calzada alrededor de su eje (para terrenos montañosos).

b. Haciendo girar la calzada alrededor de su borde interior (para terrenos en llano).

c. Haciendo girar la calzada alrededor de su borde exterior.

El método que se adopte depende en gran parte de la topografía del terreno y de las facilidades de drenaje. En función de estas consideraciones, el cálculo de la longitud total del desarrollo del peralte se lo realiza de la siguiente manera:

a. Se determina si la transición del peralte la hacemos a lo largo de una curva de enlace. Si es así, se calcula la longitud de esta curva con la ecuación (V.4).

b. Se calcula el valor de la sobrelevación que produce el peralte “e” * h = e * b (V . 43) Donde:

h = Sobrelevación, m. e = Peralte, %. b = Ancho de la calzada, m.

* Es para el caso de giro alrededor del eje.

57

c. Se calcula la longitud “L” de desarrollo del peralte en función de la gradiente de borde “i”, cuyo valor se obtiene en función de la velocidad de diseño y se representa en el cuadro adjunto V.2

i*2b*e

i*2hL == (V . 44)

Donde:

i = gradiente de borde, que se calcula según la siguiente fórmula:

L2

b*ei = (V . 45)

d. Se establece la relación entre “L” y “Le’ y se asume como longitud de la transición el valor que sea mayor, de los dos. e. Se calcula la longitud de la transición del bombeo, en la sección normal, para lo cual se determina la diferencia de nivel del eje al borde de la vía:

2

P*bS = (V . 46)

Donde:

S = Diferencia de nivel de eje al borde de la vía, en metros. P = Pendiente transversal del camino, %. b = Ancho de la calzada, m.

f. Se establece a continuación la longitud necesaria, dentro de la tangente, para

realizar el giro del plano del carril exterior hasta colocarlo a nivel con la horizontal.

i*2P*b

iSx == (V .47)

g. Finalmente se establece la longitud total de transición.

58

(V . 48) XLLT += El desarrollo del peralte, para el caso que se usen espirales se los hace dentro de la longitud de la espiral, a lo largo de toda su magnitud, repartiendo el sobreancho mitad hacia el lado externo y mitad hacia el interno. Cuando el desarrollo del peralte se lo hace sin la curva de enlace, la longitud de transición se ubica 2/3 en la alineación recta y el 1/3 dentro de la curva circular. Para casos difíciles (sin espirales), el peralte puede desarrollarse la mitad (0.5 L) en la recta y la mitad en curva circular. Los valores recomendados de las gradientes longitudinales “i” para el desarrollo del peralte se ubican en el siguiente cuadro.

CUADRO V.2 GRADIENTE LONGITUDINAL (i) NECESARIA PARA EL DESARROLLO DEL

PERALTE

59

3. Longitud de Transición. La longitud de transición sirve para efectuar la transición de las pendientes transversales entre una sección normal y otra peraltada alrededor del eje de la vía o de uno de sus bordes. La longitud mínima de determina según los siguientes criterios:

- La diferencia entre las pendientes longitudinales de los bordes y el eje de la calzada, no debe ser mayor a los valores máximos indicados en el cuadro anterior (V.2)

- La longitud de transición según el primer criterio debe ser mayor a la

distancia necesaria de un vehículo que transita a una velocidad de diseño determinada durante 2 segundos es decir:

(V . 49) h/KmV56,0L min =

Valor considerado como mínimo absoluto que puede utilizarse solamente para caminos con relieve montañoso difícil, especialmente en las zonas de estribaciones y cruce de la cordillera de los Andes. La longitud de transición para caminos de 4 y 6 carriles se incrementa en 1,5 y 2,5 veces con respecto a la longitud para caminos de 2 carriles. 4. Longitud Tangencial. Es la longitud necesaria para empezar a inclinar transversalmente la calzada en la tangente a partir de un punto anterior al “TE” de la curva espiralizada que se va a peraltar o, en el caso de la curva circular de un punto anterior al inicio de la transición de tal manera que la faja exterior de la calzada pase de su posición inclinada por el bombeo a la posición horizontal en el punto de inicio de la transición. La longitud tangencial, también llamada de aplanamiento se obtiene según la siguiente fórmula (en función de la longitud de transición).

e

L*'eX = (V . 50 )

60

Donde:

e’ = Pendiente lateral de bombeo, %. e = Peralte en la curva circular, %. L = Longitud de transición del peralte, m.

E. TANGENTE INTERMEDIA MÍNIMA Es la distancia entre el fin de la curva anterior y el inicio de la siguiente. En el caso de dos curvas circulares consecutivas; Es la distancia entre el PT de la curva inicial y el PC de la curva siguiente. Las longitudes de transición se dividen en: 2/3 L en tangente (antes del PC y después del PT), y 1/3 L en la curva, (después del PC y antes del PT), se aplica la siguiente fórmula:

2121

32

32 XXLLTIM +++= (V.51)

Donde: TIM = Tangente intermedia mínima , m L 1,2 = Longitud de transición , m X 1,2 = Longitud tangencial , m La longitud mínima del arco circular (o transición de bombeo) = 1/3(L1+L2) Cuando existen condiciones críticas, en el diseño geométrico, que no permitan aplicar los valores de TIM obtenidos con la ecuación (V.51), se puede optar por una solución, que sin ser la óptima, permite adaptar mejor el proyecto a las condiciones topográficas existentes. Esta solución consiste en distribuir la longitud de transición, 50 % en tangente y 50 % en la curva circular. En este caso se aplicará la siguiente fórmula:

2121

IM XX2

L2

LT +++= (V.52)

Si L1 = L2 entonces: TIM = L1 + 2X1 (V.53) La longitud mínima del arco circular = ½ (L1 + L2) 61

Para situaciones extremadamente críticas y en caminos clase IV o V, con bajas velocidades de diseño, y únicamente en casos puntuales se podrá optar por la solución de distribuir la longitud de transición 100 % dentro del arco de curva circular, en cuyo caso la longitud de la curva circular deberá ser igual o mayor al doble de la longitud de transición. TIM = X1 + X2 (V.54) Si L1 = L2 TIM = 2X1 (V.55) En el caso de utilizar curvas de transición o espirales, la tangente intermedia es la distancia entre el ET de la curva inicial y el TE de la siguiente. En este caso la tangente intermedia mínima se calcula con la fórmula (V.54). En condiciones críticas o cuando el trazado es curvilíneo y continuo, el valor de la tangente intermedia puede ser 0 (cero), o sea que la progresiva (abscisa) de ET1=TE2. En el caso de utilizar curva consecutiva, circulares y espirales o viceversa: La tangente intermedia es la longitud entre el PT y TE; o entre ET y PC. La tangente intermedia mínima se calcula con la siguiente ecuación:

eLIM XXLT ++=32 (V.56)

En donde: TIM = Tangente intermedia mínima L = Longitud de transición XL = Longitud tangencial en función de la longitud de transición Xe = Longitud tangencial en función de la curva de transición (espiral)

62

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DEL PERALTE MAXIMO "e"

(Valores recomendables)

Velocidad Pendiente Ancho de calzada Valor de la de de (7,30 m (2 x 3,65 m) Longitud Tangencial

diseño Borde e e km/h % 0,10 0,08 0,06 0,04 0,10 0,08 0,06 0,04

Bombeo = 2 % 20 0,800 25 0,775 30 0,750 35 0,725 40 0,700 42 31 21 10 10 10 45 0,675 43 32 22 11 11 11 50 0,650 45 34 22 11 11 11 60 0,600 61 48 37 24 12 12 12 12 70 0,550 66 53 40 27 13 13 13 13 80 0,500 73 59 44 29 15 15 15 15 90 0,470 78 62 47 31 16 16 16 16

100 0,430 85 68 51 34 17 17 17 17 110 0,400 91 73 55 37 18 18 18 18 120 0,370 99 79 59 39 20 20 20 20

CUADRO V.3

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DEL PERALTE MAXIMO "e" (Valores recomendables)

Velocidad Pendiente Ancho de calzada Valor de la

de de (6,70 m (2 x 3,35 m) Longitud Tangencial diseño Borde e e km/h % 0,10 0,08 0,06 0,04 0,10 0,08 0,06 0,04

Bombeo = 2 % 20 0,800 25 0,775 30 0,750 35 0,725 40 0,700 38 29 19 10 10 10 45 0,675 40 30 20 10 10 10 50 0,650 41 31 21 10 10 10 60 0,600 56 45 34 22 11 11 11 11 70 0,550 61 49 37 24 12 12 12 12 80 0,500 67 54 40 27 13 13 13 13 90 0,470 71 57 43 29 14 14 14 14

100 0,430 78 62 47 31 16 16 16 16 110 0,400 84 67 50 34 17 17 17 17 120 0,370 91 72 54 36 18 18 18 18

CUADRO V.4

63

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DEL PERALTE MAXIMO "e" (Valores recomendables)

Velocidad Pendiente Ancho de calzada Valor de la

de de (6,00 m (2 x 3,00 m) Longitud Tangencial diseño Borde e e km/h % 0,10 0,08 0,06 0,04 0,10 0,08 0,06 0,04

Bombeo = 2 % 20 0,800 30 23 15 8 8 8 25 0,775 31 23 15 8 8 8 30 0,750 32 24 16 8 8 8 35 0,725 33 25 17 8 8 8 40 0,700 34 26 17 9 9 9 45 0,675 36 27 18 9 9 9 50 0,650 37 28 18 9 9 9 60 0,600 50 40 30 20 10 10 10 10 70 0,550 55 44 33 22 11 11 11 11 80 0,500 60 48 36 24 12 12 12 12 90 0,470 64 51 38 26 13 13 13 13

100 0,430 70 56 42 28 14 14 14 14 110 0,400 75 60 45 30 15 15 15 15 120 0,370 81 65 49 32 16 16 16 16

CUADRO V.5

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DEL PERALTE MAXIMO "e" (Valores recomendables)

Velocidad Pendiente Ancho de calzada Valor de la

de de (6,00 m (2 x 3,00 m) Longitud Tangencial diseño Borde e e km/h % 0,10 0,08 0,06 0,04 0,10 0,08 0,06 0,04

Bombeo = 3 % 20 0,800 30 23 15 11 11 11 25 0,775 31 23 15 12 12 12 30 0,750 32 24 16 12 12 12 35 0,725 33 25 17 12 12 12 40 0,700 34 26 17 13 13 13 45 0,675 36 27 18 13 13 13 50 0,650 37 28 18 14 14 14 60 0,600 50 40 30 20 15 15 15 15 70 0,550 55 44 33 22 16 16 16 16 80 0,500 60 48 36 24 18 18 18 18 90 0,470 64 51 38 26 19 19 19 19

100 0,430 70 56 42 28 21 21 21 21 110 0,400 75 60 45 30 23 23 23 23 120 0,370 81 65 49 32 24 24 24 24

CUADRO V.6 64

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DEL PERALTE MAXIMO "e"

(Valores recomendables)

Velocidad Ancho de calzada Valor de la de de (6,00 m (2 x 3,00 m) Longitud Tangencial

Borde e e km/h % 0,10 0,08 0,04 0,10 0,08 0,06 0,04

Bombeo = 4 % 20 30 23 15 15 15 15 25 0,775 31 23 15 15 15 30 0,750 32 24 16 16 16 16 35 0,725 33 17 17 17 17 40 0,700 34 26 17 17 17 17

0,675 36 27 18 18 18 50 0,650 37 28 18

Pendiente

diseño 0,06

0,800

15

25

45 18 18 18 18

60 0,600 50 40 30 20 20 20 20 20 70 0,550 44 22 22 22 22 22 80 60 48 36 24 24 24 24 90 0,470 64 51 38 26 26 26 26

100 0,430 70 56 42 28 28 28 28 110 0,400 75 45 30 30 30 30 30 120 81 65 49 32 32 32 32 32

CUADRO V.7

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DEL PERALTE MAXIMO "e" (Valores recomendables)

Velocidad Pendiente Ancho de calzada Valor de la

de (4,00 m (1 x 4,00 m) Longitud Tangencial diseño Borde e e

% 0,10 0,08 0,06 0,04 0,10 0,08 0,06 Bombeo = 4 %

20 0,800 20 15 10 10 10 10 25 0,775 21 10 10 10 10 30 0,750 21 16 11 11 11 11

0,725 22 17 11 11 11 40 0,700 23 17 11 11 11 45 0,675 24 18 12 12 12 50 0,650 18 12 12 12 12 60 33 26 20 13 13 13 13 13 70 0,550 36 27 22 15 15 15 15 80 0,500 40 29,32 24 16 16 16 16 90 0,470 43 34 17 17 17 17 17

100 0,430 37 28 19 19 19

55 33 0,500 24

26 28

60 0,370

de

km/h 0,04

15

35 11

11 12

25 0,600

15 16

26 47 19 19

110 0,400 50 40 30 20 20 20 20 20 120 0,370 54 43 32 22 22 22 22 22

CUADRO V.8

65

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DE "Vd"

Velocidad Pendiente Transición Longitud Tangencial

de de mínima Valor mínimo absoluto diseño Borde absoluta e km/h % m 0,10 0,08 0,06 0,04

Bombeo = 2 % 20 0,800 11 3 4 6 25 0,775 14 4 5 7 30 0,750 17 4 6 8 35 0,725 20 5 7 10 40 0,700 22 6 7 11 45 0,675 25 6 8 13 50 0,650 28 7 9 14 60 0,600 34 7 8 11 17 70 0,550 39 8 10 13 20 80 0,500 45 9 11 15 22 90 0,470 50 10 13 17 25

100 0,430 56 11 14 19 28 110 0,400 62 12 15 21 31 120 0,370 67 13 17 22 34

CUADRO V.9

LONGITUD MINIMA DE TRANSICION EN FUNCION DE "Vd"

Velocidad Pendiente Transición Longitud Tangencial de de mínima Valor mínimo absoluto

diseño Borde absoluta e km/h % m 0,10 0,08 0,06 0,04

Bombeo = 3 % 20 0,800 11 4 6 8 25 0,775 14 5 7 11 30 0,750 17 6 8 13 35 0,725 20 7 10 15 40 0,700 22 8 11 17 45 0,675 25 9 13 19 50 0,650 28 11 14 21 60 0,600 34 10 13 17 25 70 0,550 39 12 15 20 29 80 0,500 45 13 17 22 34 90 0,470 50 15 19 25 38

100 0,430 56 17 21 28 42 110 0,400 62 18 23 31 46 120 0,370 67 20 25 34 50

CUADRO V.10

66

F. RADIOS MINIMOS A PARTIR DE LOS CUALES NO SE REQUIERE UTILIZAR CURVAS DE TRANSICIÓN

Considerando el factor de comodidad se establece que si el desplazamiento “P” del arco circular es menor a 0,10 m, no se requiere de curva de transición para desarrollar el peralte, ya que el vehículo describirá por si una transición sin apartarse más que de 0,10 m del eje de su carril; el valor del desplazamiento “P” se lo obtiene de la siguiente fórmula:

metros,R24

LeP2

= (V . 57)

El radio mínimo que no requeriría transición en función de las velocidades de diseño se lo obtiene de la siguiente fórmula: RM.T= 0,098 V2 (V . 58) En el siguiente cuadro se indican para cada velocidad de diseño, los radios mínimos a partir de los cuales No es imprescindible introducir transiciónes:

CUADRO V . 11 RMIN PARA NO INTRODUCIR V0 . Km/h

TRANSICIONES, m 30 90 40 160 50 250 60 400 70 500 80 700 90 800

100 1000 110 1200 120 1500

67

G. EL SOBREANCHO EN LAS CURVAS El objeto del sobreancho en la curva horizontal es el de posibilitar el tránsito de vehículos con seguridad y comodidad, es necesario introducir los sobreanchos por las siguientes razones:

a) El vehículo al describir la curva, ocupa un ancho mayor ya que generalmente las ruedas traseras recorren una trayectoria ubicada en el interior de la descrita por las ruedas delanteras, además el extremo lateral delantero, describe una trayectoria exterior a la del vehículo.

b) La dificultad que experimentan los conductores para mantenerse en el centro de su carril debido a la menor facilidad para apreciar la posición relativa de su vehículo dentro de la curva. Esta dificultad aumenta con la velocidad, pero disminuye a medida que los radios de la curva son mayores. Para el caso “a”, si el vehículo describe una curva, marchando a muy pequeña velocidad, el sobreancho se podría calcular geométricamente, ya que su eje posterior es radial. Lo mismo ocurrirá cuando describiera una curva peraltada a una velocidad tal, de manera que la fuerza centrífuga fuera contrarrestada completamente por la acción del peralte. En cambio si la velocidad fuera menor o mayor que la anterior, las ruedas traseras se moverían a lo largo de una trayectoria más cerrada o más abierta, respectivamente. Para el cálculo práctico del sobreancho, no se ha tenido en cuenta esta circunstancia, muy variable según las características de los vehículos y la velocidad que desarrollan. Para determinar la magnitud del sobreancho debe elegirse un vehículo representativo del tránsito de la ruta.

68

ESQUEMA PARA DETERMINAR EL SOBREANCHO DE

UN CARRIL DE TRANSITO EN UNA CURVA

Fig. V-4

1R +

R +1

SR −

RS = R= Radio de la curvA= Ancho del vehícS= sobreancho, m V= Velocidad de disn = Número de carri Barnnet introduce un

S 1 =

Considerando la inflcarriles se utiliza la s

nS =

Donde:

A

S

22 LRA −=

sRA −=22 LR −= 22 LR −−

a, m ulo, m

eño, Km/h les

término de seguridad en el que interviene la velocidad

RV105.0

uencia de la velocidad de tránsito y para diferentes números de iguiente fórmula empírica.

( )R10

VLRR 22 +−−

69

S = Valor de sobreancho, metros. n = Número de carriles de la calzada. R = Radio de la curva circular, metros.

L = Longitud entre la parte frontal y el eje posterior del vehículo de diseño, metros.

V = Velocidad de diseño, Km/hora.

Cálculo del sobreancho para tractocamiones de 2 ejes y semiremolque de 1 eje

L

[RS 2 −=

El Ing. Juasobreanchos base la calzaefectúen las En donde; Sa = SobreanS = SobreanAc = Ancho Cálculo de so La AASHTO

1 L

R

n Carv“S” obda concorrecc

Sa =

cho pacho ob

de la c

breanc

, hace

2 L

( 2L 22 −

alán de tenidos c un anchoiones apli

× 35,32

ra una caltenido po

alzada

ho según

un análisi

3

)] ( )[ ]R10213

VRLLLRL 2122 +−++++

la Universidad de la Plata (argentina), sugiere que los on las fórmulas antes descritas se apliquen tomándose como de carril de 3,35 m, y para calzadas de diferentes anchos se cando la siguiente ecuación:

CAS −+

zada diferente a 6,7 m de ancho r las fórmulas antes descritas

la AASHTO

s en el que intervienen los siguientes factores

70

1.- El ancho del vehículo de diseño 22 LRuU −+= u = Ancho normal de un vehículo el mismo que varía de 2,45 m a 2,60 m L = La distancia entre el eje anterior y el eje posterior se asume 6,10 m R = Radio de la curva 2.- El espacio lateral que necesita cada vehículo se asume: Ancho de calzada (m) Valor C 6.00 0.60

6.50 0.70 6.70 0.75 7.30 0.90

3.- El avance del voladizo delantero del vehículo sobre el carril adyacente mientras gira. ( ) RALAR −++= 22FA 4.- El sobreancho adicional de seguridad que depende de la velocidad de diseño y el radio de curva.

R

V10

=Z

Si el ancho requerido para la calzada en la curva es AC y el establecido para los tramos rectos es Ar el sobreancho será: rCa AAS −=

El ancho de la calzada de dos carriles en la curva debe ser: ( ) ZFACUA C +++= 2 1. Valores de Diseño. Por razones de costo se establece el valor mínimo de diseño del sobreancho igual a 30 cm para velocidades de hasta 50 Km/h y de 40 cm para velocidades mayores. En los cuadros correspondientes se indican los diversos valores de variación de los valores del sobreancho en función de la velocidad, el radio y del vehículo de diseño.

71

El radio máximo para cada velocidad de diseño anotada, representa la curvatura a partir de la cual la tendencia de un vehículo a salir de su propio carril es mínima y al mismo tiempo la visibilidad es suficientemente amplia que, para los volúmenes de tránsito considerados, no es necesario ensanchar el pavimento en las curvas. 2. Distribución del sobreancho, en la longitud de transición y en curva espiral El ensanchamiento debe obtenerse gradualmente desde los accesos a la curva, a fin de asegurar un alineamiento razonablemente gradual del borde del pavimento y coincidir con la trayectoria de los vehículos que entran o salen de una curva. A continuación se indican los puntos fundamentales que conciernen al diseño en este aspecto y son aplicables a ambos extremos de las curvas horizontales:

1. En curvas simples, sin espirales, el ensanchamiento debe hacerse con respecto al borde interno del pavimento solamente. En las curvas diseñadas con espirales, el ensanchamiento se reparte por igual entre el borde interno y el borde externo del pavimento.

2. El ensanchamiento debe obtenerse gradualmente sobre la longitud de

desarrollo del peralte, aunque a veces pueden utilizarse longitudes menores.

3. En los alineamientos sin espirales, el ensanchamiento debe realizarse progresivamente a lo largo de la longitud de desarrollo del peralte, esto es, 2/3 en la tangente y 1/3 dentro de la curva, y en casos difíciles, 50 por ciento en la tangente y 50 por ciento dentro de la curva.

4. Para el caso del alineamiento con curvas espirales, el ensanchamiento se lo

distribuye a lo largo de la longitud de la espiral, obteniéndose la magnitud total de dicho ensanchamiento en el punto espiral-circular (EC)

El sobreancho en la transición se distribuye proporcionalmente a la longitud de la espiral, o sea:

( )62.VllE'E

e

=

Donde:

E’ = es el sobreancho en una sección que está a “1” metros de “TE” m. le = es la longitud de la espiral, m. E = es el sobreancho total en la curva, m. l = distancia considerada desde el “TE” para establecer E’, m.

72

En función a esta fórmula se tendrá un sobreancho E = O en el “TE”, el sobreancho total en el “EC”, y la orilla inferior de la calzada tendría la forma de un espiral modificada. En curvas circulares sin espirales puede utilizarse el mismo criterio. En las figuras V.5 y V.6 se indican diagramáticamente la curva de transición del sobreancho y su relación con el desarrollo del peralte. H. CRITERIOS GENERALES

1. En general, el proyectista debe combinar curvas amplias con tangentes largas en la medida que permite el terreno. Debe evitarse un alineamiento horizontal zigzagueante con curvas cortas, aunque será necesario proyectar un alineamiento curvilineal balanceado para caminos de baja categoría en terreno muy accidentado. Siempre debe tomarse en cuenta en el trazado los aspectos de seguridad y estética de la carretera.

2. El diseñador debe trazar generalmente curvas de grandes radios, evitando los mínimos específicos para las velocidades de diseño y reservándolos para los casos de condiciones críticas. El alineamiento debe ser direccional en lo posible, de acuerdo con la topografía existente.

3. Siempre debe buscarse consistencia en el alineamiento; No deben colocarse

curvas agudas en los extremos de tangentes largas y deben evitarse cambios súbitos de curvaturas amplias a curvaturas cerradas.

4. Para pequeños ángulos de deflexión, las curvas deben ser suficientemente largas para no dar la apariencia de un cambio de dirección forzado.

5. Deben evitarse curvas de radios pequeños sobre rellenos de altura y longitud

grandes. 6. Hay que tener precaución en el empleo de curvas circulares compuestas para

que la medida del radio mayor no exceda de una y media veces a la medida del radio menor.

7. Deben evitarse alineamientos reversos bruscos, a menos que exista una

tangente suficientemente larga entre las dos curvas reversas para usarla en el desarrollo del peralte.

8. Deben evitarse tangentes cortas entre dos curvas de la misma dirección.

73

74

75

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 1 L(m)= 6

Radios(m) 20 25 30 35 40 45 50 18 1,50 20 1,37 1,48 25 1,13 1,23 1,33 1,43 30 0,97 1,06 1,15 1,25 35 0,86 0,94 1,03 1,11 40 0,77 0,85 0,93 1,01 42 0,74 0,82 0,89 0,97 1,05 50 0,64 0,71 0,79 0,86 0,93 56 0,59 0,66 0,72 0,79 0,86 0,92 60 0,56 0,62 0,69 0,75 0,82 0,88 70 0,50 0,56 0,62 0,68 0,74 0,80 75 0,47 0,53 0,59 0,64 0,70 0,76 0,82 80 0,45 0,50 0,56 0,62 0,67 0,73 0,78 85 0,43 0,48 0,54 0,59 0,65 0,70 0,75 90 0,41 0,46 0,52 0,57 0,62 0,67 0,73

100 0,38 0,43 0,48 0,53 0,58 0,63 0,68 110 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,59 0,64 120 0,33 0,38 0,42 0,47 0,52 0,56 0,61 130 0,31 0,36 0,40 0,45 0,49 0,53 0,58 140 0,30 0,34 0,38 0,42 0,47 0,51 0,55 150 0,32 0,36 0,41 0,45 0,49 0,53 160 0,31 0,35 0,39 0,43 0,47 0,51 180 0,32 0,36 0,40 0,44 0,47 200 0,34 0,37 0,41 0,44 210 0,33 0,36 0,40 0,43 230 0,31 0,34 0,37 0,41 250 0,32 0,36 0,39 275 0,31 0,34 0,37 300 0,32 0,35 315 0,31 0,34 330 0,30 0,33 350 0,32 375 0,31 400 0,30 450 500

Donde: L Es la longitud entre la parte frontal y el eje posterior del vehículo 76

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 1 L(m)= 6

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120 110 0,74 120 0,70 130 0,66 140 0,64 150 0,61 160 0,59 200 0,51 210 0,50 250 0,45 275 0,43 300 0,41

77

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO

Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño Número de carriles: 2 L(m)= 6

Radios(m) 20 25 30 35 40 45 50 18 20 2,29 2,40 25 1,86 1,96 2,06 2,16 30 1,58 1,67 1,76 1,85 35 1,37 1,46 1,54 1,63 40 1,22 1,30 1,38 1,46 42 1,17 1,25 1,32 1,40 1,48 50 1,01 1,08 1,15 1,22 1,29 56 0,91 0,98 1,05 1,11 1,18 1,25 60 0,86 0,92 0,99 1,05 1,12 1,18 70 0,75 0,81 0,87 0,93 0,99 1,05 75 0,71 0,77 0,83 0,88 0,94 1,00 1,06 80 0,67 0,73 0,79 0,84 0,90 0,95 1,01 85 0,64 0,70 0,75 0,80 0,86 0,91 0,97 90 0,61 0,66 0,72 0,77 0,82 0,87 0,93

100 0,56 0,61 0,66 0,71 0,76 0,81 0,86 110 0,52 0,57 0,61 0,66 0,71 0,76 0,80 120 0,48 0,53 0,57 0,62 0,67 0,71 0,76 130 0,45 0,50 0,54 0,58 0,63 0,67 0,72 140 0,43 0,47 0,51 0,55 0,60 0,64 0,68 150 0,40 0,44 0,49 0,53 0,57 0,61 0,65 160 0,38 0,42 0,46 0,50 0,54 0,58 0,62 180 0,35 0,39 0,42 0,46 0,50 0,54 0,57 200 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 0,50 0,53 210 0,31 0,34 0,38 0,41 0,45 0,48 0,52 230 0,32 0,35 0,39 0,42 0,45 0,49 250 0,30 0,33 0,37 0,40 0,43 0,46 275 0,31 0,34 0,37 0,40 0,43 300 0,32 0,35 0,38 0,41 315 0,31 0,34 0,37 0,40 330 0,30 0,33 0,36 0,38 350 0,32 0,34 0,37 375 0,30 0,33 0,35 400 0,32 0,34 450 0,32 500 0,30

78

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 6

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120 110 0,90 120 0,85 130 0,80 140 0,76 150 0,73 160 0,70 0,78 200 0,60 0,68 210 0,59 0,65 0,72 250 0,52 0,59 0,65 275 0,49 0,55 0,61 0,67 300 0,47 0,52 0,58 0,64 350 0,42 0,48 0,53 0,58 0,64 400 0,44 0,49 0,54 0,59 430 0,42 0,47 0,52 0,57 0,61 520 0,42 0,46 0,51 0,55 0,60 600 0,43 0,47 0,51 0,55 700 0,39 0,43 0,47 0,50 800 0,40 0,43 0,47 900 0,41 0,44 1000 0,42 1100 1200 1300 1400 1500

79

Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño Número de carriles: 1 L(m)= 7

Radios(m) 20 25 30 35 40 45

18 1,89 20 1,71 1,82 25 1,40 1,50 1,60 1,70 30 1,19 1,28 1,38 1,47 35 1,05 1,13 1,21 1,30 40 0,93 1,01 1,09 1,17 42 0,90 0,97 1,05 1,13 1,20 50 0,78 0,85 0,92 0,99 1,06 56 0,71 0,77 0,84 0,91 0,97 1,04 60 0,67 0,73 0,80 0,86 0,93 0,99

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO

50

70 0,59 0,65 0,71 0,77 0,83 0,89 75 0,56 0,62 0,67 0,73 0,79 0,85 0,90 80 0,53 0,59 0,64 0,70 0,75 0,81 0,87 85 0,51 0,56 0,61 0,67 0,72 0,78 0,83 90 0,48 0,54 0,59 0,64 0,69 0,75 0,80

100 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 110 0,41 0,46 0,51 0,56 0,60 0,65 0,70 120 0,39 0,43 0,48 0,52 0,57 0,62 0,66 130 0,36 0,41 0,45 0,50 0,54 0,58 0,63 140 0,34 0,39 0,43 0,47 0,51 0,56 0,60 150 0,33 0,37 0,41 0,45 0,49 0,53 0,57 160 0,31 0,35 0,39 0,43 0,47 0,51 0,55 180 0,32 0,36 0,40 0,43 0,47 0,51 200 0,30 0,33 0,37 0,41 0,44 0,48 210 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 230 0,30 0,34 0,37 0,40 0,44 250 0,32 0,35 0,38 0,41 275 0,30 0,33 0,36 0,39 300 0,31 0,34 0,37 315 0,30 0,33 0,36 330 0,32 0,35 350 0,31 0,34 375 0,30 0,32 400 0,31 450 500

80

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 1 L(m)= 7

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120 110 0,80 120 0,75 130 0,71 140 0,68 150 0,65 160 0,63 200 0,55 210 0,53 250 0,48 275 0,45 300 0,43 350 0,39 400 430 520 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

81

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 7

Radios(m) 20 25 30 35 40 45 50 18 20 25 30 2,02 2,11 2,20 35 1,75 1,84 1,92 2,01 40 1,55 1,63 1,71 1,79 42 1,48 1,56 1,64 1,71 1,79 50 1,27 1,34 1,41 1,48 1,55 56 1,15 1,21 1,28 1,35 1,41 1,48 60 1,08 1,14 1,21 1,27 1,34 1,40 70 0,94 1,00 1,06 1,12 1,18 1,24 75 0,89 0,94 1,00 1,06 1,12 1,17 1,23 80 0,84 0,89 0,95 1,00 1,06 1,12 1,17 85 0,79 0,85 0,90 0,96 1,01 1,07 1,12 90 0,76 0,81 0,86 0,91 0,97 1,02 1,07

100 0,69 0,74 0,79 0,84 0,89 0,94 0,99 110 0,64 0,68 0,73 0,78 0,83 0,87 0,92 120 0,59 0,64 0,68 0,73 0,77 0,82 0,87 130 0,55 0,60 0,64 0,68 0,73 0,77 0,82 140 0,52 0,56 0,60 0,65 0,69 0,73 0,77 150 0,49 0,53 0,57 0,61 0,65 0,69 0,74 160 0,46 0,50 0,54 0,58 0,62 0,66 0,70 180 0,42 0,46 0,50 0,53 0,57 0,61 0,65 200 0,39 0,42 0,46 0,49 0,53 0,56 0,60 210 0,37 0,41 0,44 0,47 0,51 0,54 0,58 230 0,34 0,38 0,41 0,44 0,48 0,51 0,54 250 0,32 0,35 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 275 0,30 0,33 0,36 0,39 0,42 0,45 0,48 300 0,31 0,34 0,37 0,39 0,42 0,45 315 0,30 0,32 0,35 0,38 0,41 0,44 330 0,31 0,34 0,37 0,40 0,42 350 0,30 0,33 0,35 0,38 0,41 375 0,31 0,34 0,36 0,39 400 0,30 0,32 0,35 0,37 450 0,30 0,32 0,34 500 0,30 0,32

82

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 7

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120 110 1,02 120 0,96 130 0,90 140 0,86 150 0,82 160 0,78 0,86 200 0,67 0,74 210 0,65 0,72 0,79 250 0,58 0,64 0,70 275 0,54 0,60 0,66 300 0,51 0,57 0,63 0,68 350 0,51 0,57 0,62 0,67 400 0,47 0,52 0,57 0,62 430 0,45 0,50 0,55 0,60 0,64 520 0,40 0,45 0,49 0,53 0,58 0,62 600 0,41 0,45 0,49 0,53 0,57 700 0,41 0,45 0,49 0,52 800 0,41 0,45 0,49 900 0,42 0,45 1000 0,40 0,43 1100 0,41 1200 0,39

83

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 1 L(m)= 9

Radios(m) 20 25 30 35 40 45 50 18 20 25 2,08 2,18 2,28 30 1,75 1,84 1,93 2,02 35 1,51 1,60 1,68 1,77 40 1,34 1,42 1,50 1,58

0,90 0,96 1,01 85 0,69 0,75 0,80 0,86 0,91 0,97 1,02 90 0,66 0,71 0,77 0,82 0,87 0,93 0,98

100 0,56 0,65 0,70

0,70 0,75

150 0,43 0,57 0,61 0,65

180 0,41 0,45 0,49 0,52 0,56 0,60 200 0,49 0,41 0,45 0,52 0,56 210 0,40 0,54 0,43 0,47 0,50 230 0,41 0,44 0,47 0,51 250 0,42 0,45 0,48 275 0,42 0,45 300 0,42 315 0,41 330 0,40 350 375 400 450 500

42 1,28 1,36 1,44 1,52 1,59 50 1,10 1,17 1,24 1,31 1,38 56 1,00 1,06 1,13 1,20 1,26 1,33 60 0,94 1,00 1,07 1,13 1,20 1,26 70 0,82 0,88 0,94 1,00 1,06 1,12 75 0,77 0,83 0,89 0,95 1,00 1,06 1,12 80 0,73 0,79 0,84 1,07

0,61 0,66 0,71 0,76 0,81 0,86 0,91 110 0,61 0,75 0,80 0,85 120 0,52 0,57 0,61 0,66 0,79 130 0,49 0,53 0,58 0,62 0,66 0,71 0,75 140 0,46 0,50 0,54 0,59 0,63 0,67 0,71

0,47 0,52 0,56 0,60 0,64 0,68 160 0,41 0,45 0,49 0,53

84

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 1 L(m)= 9

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120 110 0,94 120 0,89 130 0,84 140 0,80 150 0,76 160 0,73 200 0,63 210 0,61 250 0,54 275 0,51 300 0,48 350 0,44 400 0,40 430 520 600 700 800 900 1000 1100

1200

85

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2

30

L(m)= 9

Radios(m) 20 25 35 40 45 50 18 20 25 30 35

56 1,72 1,79 1,86 1,92 1,99 2,06 1,62 1,68 1,74 1,81

70 1,40 1,46 1,52 1,58 1,64 1,70

80 1,24 1,30 1,52 1,35 1,41 1,46 1,57 85 1,17 1,23 1,28 1,34 1,39 1,44 1,50 90 1,11 1,17 1,22 1,38 1,27 1,32 1,43

100 1,01 1,06 1,11 1,21 1,26 1,31 1,16 110 0,93 0,98 1,02 1,21 1,07 1,12 1,17 120 0,86 0,90 0,95 1,04 1,09 1,13 1,00

0,80 0,84 0,93 0,97 1,02 140 0,75 0,79 0,92 0,96 1,00 0,83 0,87

0,70 0,74 0,79 0,87 0,91 0,95 160 0,66 0,70 0,74 0,78 0,82 0,86 0,90 180 0,60 0,64 0,67 0,71 0,75 0,79 0,82 200 0,55 0,58 0,62 0,65 0,69 0,72 0,76 210 0,52 0,56 0,59 0,63 0,66 0,70 0,73 230 0,48 0,52 0,55 0,58 0,62 0,65 0,68 250 0,45 0,48 0,51 0,55 0,58 0,61 0,64 275 0,42 0,45 0,48 0,51 0,54 0,57 0,60 300 0,39 0,41 0,44 0,47 0,50 0,53 0,56

0,40 0,43 0,45 0,48 0,41 0,44 0,47 0,49

0,42 0,45 0,40 0,42 0,45 0,40 0,43 0,39 0,42 0,39

40 42 2,26 50 1,92 1,99 2,06 2,13 2,20

60 1,87 1,94

75 1,31 1,37 1,43 1,49 1,55 1,60 1,66

130 0,89 1,06

150 0,83

315 0,51 0,54 330 0,52 350 0,47 0,50 375 0,47 400 0,45 450 500

86

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 9

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120

110 1,31 120 1,22 130 1,15 140 1,09 150 1,03 160 0,98 1,06 200 0,83 0,90 210 0,80 0,87 0,94 250 0,70 0,77 0,83 275 0,66 0,72 0,78 300 0,62 0,67 0,73 0,79 350 0,55 0,61 0,66 0,71 0,77 400 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 430 0,48 0,53 0,57 0,62 0,67 0,72 520 0,42 0,46 0,51 0,55 0,59 0,64 0,68 600 0,42 0,46 0,50 0,54 0,58 0,62 700 0,42 0,46 0,53 0,57 0,49 800 0,42 0,45 0,53 0,49

0,49 1000 0,46 0,40 0,43 1100 0,41 0,44 1200 0,39 0,41 1300 0,40 1400 1500 1750 2000

2500 3000

900 0,39 0,42 0,46

2250

87

20 25 30 35 40 45 50

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 11

Radios(m)

18 20 25 30

40 42 50 56 60 2,29 70 1,98 2,04 2,10 2,16 2,22 75 1,85 1,91 1,97 2,03 2,08 2,14 2,20 80 1,74 1,80 1,86 1,91 1,97 2,02 2,08 85 1,65 1,70 1,75 1,86 1,92 1,97 1,81

1,72 1,77 1,88 100 1,41 1,46 1,51 1,66 1,56 1,61 1,71 110 1,29 1,34 1,39 1,53 1,58 1,44 1,48 120 1,19 1,24 1,28 1,33 1,38 1,42 1,47

1,11 1,15 1,20 1,24 140 1,03 1,08 1,12 1,16 1,20 1,25 1,29 150 0,97 1,01 1,13 1,18 1,22 1,05 1,09 160 0,92 0,95 0,99 1,03 1,07 1,11 1,15 180 0,82 0,86 0,90 0,93 0,97 1,01 1,05 200 0,75 0,78 0,82 0,85 0,92 0,89 0,96

0,85 0,92 0,76 0,79 0,82 0,86

250 0,61 0,64 0,67 0,71 0,74 0,56 0,62 0,68 0,71 0,74 0,52 0,55 0,58 0,61 0,63 0,66 0,69

315 0,50 0,53 0,67 0,55 0,58 0,61 0,64 330 0,48 0,50 0,53 0,56 0,59 0,61 0,64 350 0,45 0,48 0,51 0,53 0,56 0,59 0,61 375 0,43 0,45 0,48 0,50 0,53 0,56 0,58 400 0,40 0,43 0,45 0,48 0,50 0,53 0,55 450 0,39 0,41 0,43 0,46 0,48 0,50 500 0,40 0,42 0,44 0,47 550 0,39 0,41 0,43 600 0,39 0,41

35

90 1,56 1,61 1,67 1,82

130 1,28 1,33 1,37

210 0,71 0,75 0,78 0,82 0,89 230 0,66 0,69 0,72

0,77 0,80 275 0,59 0,65 300

88

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 11

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120 110 1,67 120 1,56 130 1,46 140 1,37 150 1,30 160 1,23 1,31 200 1,03 1,10 210 0,99 1,06 1,13 250 0,86 0,93 0,99 275 0,80 0,86 0,92 0,98 300 0,75 0,81 0,87 0,92 350 0,67 0,72 0,77 0,83 0,88 400 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 430 0,57 0,62 0,67 0,72 0,76 0,81 520 0,50 0,54 0,58 0,63 0,67 0,72 0,76 600 0,45 0,49 0,53 0,57 0,61 0,65 0,69 700 0,40 0,44 0,48 0,51 0,55 0,59 0,63 800 0,40 0,43 0,47 0,50 0,54 0,58 900 0,40 0,43 0,47 0,50 0,53 1000 0,41 0,44 0,47 0,50 1100 0,41 0,44 0,47 1200 0,42 0,45 1300 0,40 0,43 1400 0,41 1500 1750 2000 2250 2500 3000

89

100

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO

Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño Número de carriles: 2 L(m)= 13

Radios(m) 60 70 80 90 110 120 110 2,11 120 1,96 130 1,83 140 1,72 150 1,62

1,53 200 1,27 1,34

1,06 1,12 1,18 0,98 1,04

300 0,91 0,97 1,03 1,08 350 0,86 0,91 0,96 1,02 400 0,77 0,82 0,87

0,73 0,88 0,63

600 0,57 0,51 0,54 0,46 0,53 0,56 0,42

1000 0,39 0,42 0,55 0,45 0,49 0,52 1100 0,39 0,43 0,46 0,49 0,52

0,40 0,43 0,46 1300 0,41 0,44 0,46 1400 0,39 0,41 0,44 1500 0,40 0,42 1750 0,38 2000 2250 2500 3000

160 1,61

210 1,22 1,29 1,36 250 275 1,10 1,16

0,92 430 0,78 0,83 0,92 520 0,68 0,72 0,76 0,81 0,85

0,61 0,65 0,69 0,73 0,77 700 0,58 0,62 0,66 0,70 800 0,49 0,60 0,64 900 0,45 0,49 0,52 0,55 0,59

1200 0,49

90

60 70 80 90 100 110 120

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 15

Radios(m)

140 1,99

160 1,88 1,96 1,55 1,62

210 1,49 1,56 1,62 250 1,28 1,34 1,41 275 1,18 1,24 1,30 1,36 300 1,10 1,15 1,21 1,27 350 0,96 1,02 1,07 1,12 1,18 400 0,86 0,91 0,96 1,01 1,06 430 0,81 0,86 0,91 0,96 1,01 1,05 520 0,70 0,74 0,78 0,83 0,87 0,92 0,96 600 0,62 0,66 0,70 0,74 0,78 0,82 0,86 700 0,55 0,59 0,62 0,66 0,70 0,74 0,78 800 0,49 0,53 0,56 0,60 0,63 0,67 0,71 900 0,45 0,48 0,52 0,55 0,58 0,62 0,65 1000 0,41 0,45 0,48 0,51 0,54 0,57 0,60 1100 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 0,54 0,57 1200 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 0,53 1300 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 1400 0,40 0,43 0,45 0,48 1500 0,41 0,43 0,46 1750 0,39 0,42 2000 0,38 2250 2500 3000

110 2,63 120 2,43 130 2,26

2,12 150

200

91

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 18

Radios(m) 60 70 80 90 100 110 120 110 3,54 120 3,26 130 3,03

160 2,51 2,58 2,12

210 1,96 2,03 2,10 250 1,68 1,74 1,80 275 1,54 1,60 1,66 1,72 300 1,43 1,49 1,54 1,60 350 1,25 1,30 1,35 1,41 1,46 400 1,11 1,16 1,21 1,26 1,31 430 1,04 1,09 1,14 1,19 1,24 1,28 520 0,89 0,93 0,97 1,11 1,02 1,06 1,15 600 0,79 0,83 0,87 0,91 0,95 0,99 1,03 700 0,69 0,73 0,77 0,80 0,84 0,88 0,92 800 0,62 0,65 0,69 0,72 0,76 0,79 0,83 900 0,56 0,59 0,63 0,66 0,69 0,73 0,76 1000 0,51 0,55 0,58 0,61 0,64 0,67 0,70 1100 0,48 0,51 0,54 0,57 0,60 0,63 0,66 1200 0,44 0,47 0,50 0,53 0,56 0,59 0,62 1300 0,42 0,44 0,47 0,50 0,53 0,55 0,58 1400 0,39 0,42 0,45 0,47 0,50 0,53 0,55 1500 0,40 0,42 0,45 0,47 0,50 0,53 1750 0,38 0,40 0,42 0,45 0,47 2000 0,39 0,41 0,43 2250 0,40 2500 3000

140 2,83 150 2,66

200 2,05

92

Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño Número de carriles: 2

L(m)= 20

70 110

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO

Radios(m) 60 80 90 100 120

120 130 140 3,38 150 3,17 160 2,98 3,06 200 2,43 2,50

2,32 2,39 2,46 250 1,98 2,05 2,11 275 1,82 1,88 1,94 2,00 300 1,68 1,74 1,80 1,85 350 1,46 1,52 1,57 1,62 1,68 400 1,30 1,35 1,40 1,45 1,50 430 1,22 1,27 1,32 1,36 1,41 1,46 520 1,03 1,08 1,12 1,16 1,21 1,25 1,30 600 0,91 0,95 0,99 1,03 1,08 1,12 1,16 700 0,80 0,84 0,87 0,91 0,95 0,99 1,03 800 0,71 0,75 0,78 0,82 0,85 0,89 0,92 900 0,64 0,68 0,71 0,74 0,78 0,81 0,84 1000 0,59 0,62 0,65 0,68 0,72 0,75 0,78 1100 0,54 0,57 0,60 0,67 0,73

0,65 0,59 0,55 0,52 0,47 0,42 0,39

110

210

0,64 0,70 1200 0,51 0,54 0,56 0,59 0,62 0,68 1300 0,47 0,50 0,53 0,56 0,61 0,64 1400 0,45 0,47 0,50 0,53 0,58 0,61 1500 0,42 0,45 0,47 0,50 0,55 0,58 1750 0,40 0,42 0,44 0,49 0,52 2000 0,40 0,45 0,47 2250 0,41 0,43 2500 0,40 3000

93

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

Número de carriles: 2 L(m)= 23

60 70 80 90 100

Radios(m) 110 120

110 120 130

160 200 3,08

2,94 3,01 3,08 250 2,50 2,56 2,63 2,69 2,75 2,82 2,88 275 2,29 2,35 2,59 2,41 2,47 2,53 2,65 300 2,11 2,17 2,23 2,29 2,34 2,40 2,46 350 1,83 1,89 1,94 1,99 2,05 2,10 2,15 400 1,62 1,67 1,72 1,77 1,82 1,87 1,92 430 1,52 1,57 1,62 1,67 1,71 1,76 1,81 520 1,28 1,32 1,37 1,41 1,46 1,50 1,54 600 1,13 1,17 1,21 1,25 1,29 1,33 1,37 700 0,98 1,02 1,06 1,10 1,13 1,17 1,21 800 0,87 0,91 0,94 0,98 1,01 1,05 1,09 900 0,79 0,82 0,85 0,89 0,92 0,95 0,99 1000 0,72 0,75 0,78 0,81 0,91 0,85 0,88 1100 0,66 0,69 0,72 0,78 0,81 0,84 0,75 1200 0,61 0,64 0,67 0,70 0,73 0,76 0,79 1300 0,57 0,60 0,63 0,66 0,68 0,71 0,74 1400 0,54 0,56 0,59 0,62 0,65 0,67 0,70 1500 0,51 0,53 0,56 0,59 0,61 0,64 0,66 1750 0,45 0,47 0,49 0,52 0,54 0,57 0,59 2000 0,40 0,42 0,44 0,47 0,49 0,51 0,53 2250 0,38 0,40 0,42 0,45 0,47 0,49 2500 0,39 0,41 0,43 0,45 3000 0,38 0,40 3500 4000 4500 5000 5500

140 150

210

94

Número de carriles: 2

60 70 80 90 100

VARIACION DEL VALOR DEL SOBREANCHO PARA EL VEHICULO DE DISEÑO Valor del sobreancho para diferentes velocidades de diseño

L(m)= 25

Radios(m) 110 120 110 120 130

150 160 200

2,89 275 2,64 2,70 2,76 2,82 2,88

2,43 2,55 2,61 2,66 2,72 350 2,11 2,16 2,22 2,27 2,32 2,38 2,43

1,86 1,91 1,96 2,01 430 1,74 1,79 1,84 1,89 1,94 1,99 2,03 520 1,47 1,51 1,55 1,60 1,64 1,69 1,73

1,29 1,33 1,37 1,41 1,45 1,49 1,53 700 1,12 1,16 1,20 1,23 1,27 1,31 1,35 800 0,99 1,03 1,06 1,10 1,13 1,17 1,21 900 0,89 0,93 0,96 0,99 1,03 1,06 1,09

0,81 0,85 0,88 0,91 0,94 0,97 1,00 0,75 0,78 0,81 0,84 0,87 0,90 0,93

1200 0,69 0,72 0,75 0,78 0,81 0,84 0,87 1300 0,65 0,67 0,70 0,73 0,76 0,79 0,81 1400 0,61 0,63 0,66 0,69 0,71 0,74 0,77 1500 0,57 0,60 0,62 0,65 0,67 0,70 0,73 1750 0,50 0,52 0,55 0,57 0,60 0,62 0,64 2000 0,45 0,47 0,49 0,51 0,54 0,56 0,58 2250 0,40 0,43 0,45 0,47 0,49 0,51 0,53

0,39 0,41 0,43 0,45 0,47 0,49 3000 0,37 0,39 0,41 0,43 3500 0,38 4000 4500

140

210 250

300 2,49 2,78

400 2,06 2,11 2,16

600

1000 1100

2500

5000

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

CUADROS DE PERALTES, SOBREANCHOS , LONGITUDES DE TRANSICIÓN Y TANGENCIALES CALCULADOS CON LAS FORMULAS DE LA ASHTTO PARA UNA DISTANCIA ENTRE EJES DEL VEHÍCULO DE 6.10 m, PARA CAMINOS VECINALES Y CARRETERAS DE 2 CARRILES.

130

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CAMINO VECINAL DE 1 CARRIL TIPO 4

Velocidad de diseño (Kph) 25 Gradiente Longitudinal 0,75

Ancho de vía (m) 4,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m) Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

30 8,0 1,80 11 21 41 40 5,1 1,60 11 14 24 50 4,0 1,40 11 11 18 60 4,0 1,20 11 11 17 70 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 30 Gradiente Longitudinal 0,75

Ancho de vía (m) 4,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m) Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

30 8,0 1,80 11 21 41 40 6,1 1,60 11 16 29 50 5,3 1,40 11 14 24 60 4,8 1,20 11 13 20 70 4,4 1,05 11 12 18 80 4,2 0,95 11 11 17 90 4,1 0,85 11 11 16

100 4,0 0,80 11 11 15 125 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

131

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CAMINO VECINAL DE 1 CARRIL TIPO 4

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70

Ancho de vía (m) 4,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m) Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima50 8,0 1,40 11 23 3960 6,4 1,20 11 18 2970 5,3 1,05 11 15 2380 4,5 0,95 11 13 1990 4,1 0,85 11 12 17

100 4,0 0,80 11 11 16125 4,0 0,68 11 11 15150 4,0 0,58 11 11 15175 4,0 0,53 11 11 14200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65

Ancho de vía (m) 4,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m) Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima80 8,0 1,08 12 25 38 90 7,0 0,98 12 22 32

100 6,0 0,90 12 18 27 125 4,5 0,77 12 14 19 150 4,0 0,67 12 12 16 175 4,0 0,60 12 12 16 200 4,0 0,55 12 12 16 225 4,0 0,50 12 12 15 250 4,0 0,46 12 12 15 275 4,0 0,44 12 12 15 300 4,0 0,41 12 12 15 325 4,0 0,38 12 12 15 350 4,0 0,36 12 12 15 360 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

132

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CAMINO VECINAL DE 1 CARRIL TIPO 4

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60

Ancho de vía (m) 4,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

120 8,0 0,89 13 27 39 125 8,0 0,88 13 27 38 150 6,5 0,77 13 22 30 175 5,0 0,70 13 17 23 200 4,0 0,65 13 13 18 225 3,3 0,60 13 11 14 250 2,8 0,56 13 9 12 275 2,5 0,53 13 8 11 300 2,5 0,50 13 8 10 325 2,5 0,47 13 8 10 350 2,5 0,45 13 8 10 375 2,5 0,43 13 8 10 400 2,5 0,41 13 8 10 500 2,5 0,40 13 8 10 510 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

133

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CAMINO VECINAL DE 2 CARRILES TIPO 5

Velocidad de diseño (Kph) 25 Gradiente Longitudinal 0,75

Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima 30 8,0 1,80 16 32 51 40 8,0 1,60 16 32 49 50 8,0 1,40 16 32 47 60 6,4 1,20 16 26 36 70 5,3 1,05 16 21 29 80 4,5 0,95 16 18 24 90 4,1 0,85 16 16 21

100 4,0 0,80 16 16 20 125 4,0 0,68 16 16 20 150 4,0 0,58 16 16 19 175 4,0 0,53 16 16 19 200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 30 Gradiente Longitudinal 0,75 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 4,00 Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

30 8,0 1,80 16 32 51 40 8,0 1,60 16 32 49 50 8,0 1,40 16 32 47 60 6,4 1,20 16 26 36 70 5,3 1,05 16 21 29 80 4,5 0,95 16 18 24 90 4,1 0,85 16 16 21

100 4,0 0,80 16 16 20 125 4,0 0,68 16 16 20 150 4,0 0,58 16 16 19 175 4,0 0,53 16 16 19 200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 134

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CAMINO VECINAL DE 2 CARRILES TIPO 5

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70

Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima 50 8,0 1,40 17 34 50 60 6,4 1,20 17 27 38 70 5,3 1,05 17 23 31 80 4,5 0,95 17 19 25 90 4,1 0,85 17 18 23

100 4,0 0,80 17 17 22 125 4,0 0,68 17 17 21 150 4,0 0,58 17 17 20 175 4,0 0,53 17 17 20 200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65

Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 4,00

Peralte máximo (%) 8,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima 80 8,0 1,08 18 37 50 90 7,0 0,98 18 32 43

100 6,0 0,90 18 28 36 125 4,5 0,77 18 21 26 150 4,0 0,67 18 18 23 175 4,0 0,60 18 18 22 200 4,0 0,55 18 18 22 225 4,0 0,50 18 18 22 250 4,0 0,46 18 18 21 275 4,0 0,44 18 18 21 300 4,0 0,41 18 18 21 325 4,0 0,38 18 18 21 350 4,0 0,36 18 18 21 360 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 135

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CAMINO VECINAL DE 2 CARRILES TIPO 5

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 4,00 Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 120 8,0 0,89 20 40 52 125 8,0 0,88 20 40 52 150 6,5 0,77 20 33 41 175 5,0 0,70 20 25 31 200 4,0 0,65 20 20 24 225 3,3 0,60 20 17 20 250 2,8 0,56 20 14 17 275 2,5 0,53 20 13 15 300 2,5 0,50 20 13 15 325 2,5 0,47 20 13 14 350 2,5 0,45 20 13 14 375 2,5 0,43 20 13 14 400 2,5 0,41 20 13 14 500 2,5 0,40 20 13 14 510 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 80 Gradiente Longitudinal 0,50 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 4,00 Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 230 8,0 0,71 24 48 59 250 7,0 0,67 24 42 51 275 6,0 0,63 24 36 44 300 5,3 0,61 24 32 38 325 4,7 0,58 24 28 34 350 4,1 0,55 24 25 29 375 3,7 0,53 24 22 26 400 3,3 0,51 24 20 23 500 2,5 0,50 24 15 18 600 2,5 0,49 24 15 17 700 2,5 0,48 24 15 17 800 2,5 0,47 24 15 17 900 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 136

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CAMINO VECINAL DE 2 CARRILES TIPO 6 Y 7

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,50 Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

50 8,0 1,40 11 34 50 60 6,4 1,20 11 27 38 70 5,3 1,05 11 23 31 80 4,5 0,95 11 19 25 90 4,1 0,85 11 18 23

100 4,0 0,80 11 17 22 125 4,0 0,68 11 17 21 150 4,0 0,58 11 17 20 175 4,0 0,53 11 17 20 200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,50 Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

80 8,0 1,08 12 37 50 90 7,0 0,98 12 32 43

100 6,0 0,90 12 28 36 125 4,5 0,77 12 21 26 150 4,0 0,67 12 18 23 175 4,0 0,60 12 18 22 200 4,0 0,55 12 18 22 225 4,0 0,50 12 18 22 250 4,0 0,46 12 18 21 275 4,0 0,44 12 18 21 300 4,0 0,41 12 18 21 325 4,0 0,38 12 18 21 350 4,0 0,36 12 18 21 360 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 137

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CAMINO VECINAL DE 2 CARRILES TIPO 6 Y 7

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 Ancho de vía (m) 6 Pendiente de la vía (%) 2,50 Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 120 8,0 0,89 13 40 52 125 8,0 0,88 13 40 52 150 6,5 0,77 13 33 41 175 5,0 0,70 13 25 31 200 4,0 0,65 13 20 24 225 3,3 0,60 13 17 20 250 2,8 0,56 13 14 17 275 2,5 0,53 13 13 15 300 2,5 0,50 13 13 15 325 2,5 0,47 13 13 14 350 2,5 0,45 13 13 14 375 2,5 0,43 13 13 14 400 2,5 0,41 13 13 14 500 2,5 0,40 13 13 14 510 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 80 Gradiente Longitudinal 0,50 Ancho de vía (m) 6 Pendiente de la vía (%) 2,50 Peralte máximo (%) 8,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 230 8,0 0,71 15 48 59 250 7,0 0,67 15 42 51 275 6,0 0,63 15 36 44 300 5,3 0,61 15 32 38 325 4,7 0,58 15 28 34 350 4,1 0,55 15 25 29 375 3,7 0,53 15 22 26 400 3,3 0,51 15 20 23 500 2,5 0,50 15 15 18 600 2,5 0,49 15 15 17 700 2,5 0,48 15 15 17 800 2,5 0,47 15 15 17 900 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 138

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m) Máxima

50 10,0 1,60 9 66 75 8,9 1,49 9 57 80 8,6 1,43 9 54

100 7,8 1,27 9 48 110 7,4 1,21 9

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,00 m

Ancho de vía (m)

Longitud X (m) Mínima

43 38 37 33 32 45

115 7,2 1,18 9 31 43 150 5,8 1,04 9 25 34 160 5,5 1,01 9 24 32 200 4,4 0,92 9 19 25 210 4,2 0,90 9 18 23 250 3,5 0,85 9 15 19 300 3,0 0,79 9 13 16 350 2,6 0,75 9 11 14 400 2,3 0,72 9 10 12 460 C.P 0,69 9 9 11 500 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 80 10,0 1,55 9 46 70

110 9,1 1,31 9 42 60 115 8,9 1,28 9 41 59 150 7,9 1,13 9 36 50 160 7,7 1,10 9 36 49 200 6,6 1,00 9 30 41 210 6,4 0,98 9 30 39 250 5,5 0,91 9 25 33 300 4,7 0,85 9 22 28 350 4,1 0,81 9 19 24 400 3,6 0,78 9 17 21 460 3,2 0,74 9 15 18 500 2,9 0,73 9 13 17 600 2,5 0,69 9 12 14 700 2,1 0,66 9 10 12 750 C.P 0,65 9 9 11 800 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 139

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,00 m

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 115 10,0 1,38 10 50 73 130 9,7 1,30 10 49 70 150 9,2 1,22 10 46 65 160 9,1 1,18 10 46 63 200 8,2 1,07 10 41 56 210 8,0 1,05 10 40 54 250 7,2 0,98 10 36 48 300 6,2 0,91 10 31 40 350 5,4 0,87 10 27 35 400 4,8 0,83 10 24 31 460 4,3 0,79 10 22 27 500 4,0 0,77 10 20 25 600 3,4 0,73 10 17 21 700 3,0 0,70 10 15 19 750 2,8 0,69 10 14 17 800 2,6 0,68 10 13 16 900 2,3 0,66 10 12 14

1000 2,1 0,64 10 11 13 1100 C.P 0,63 10 10 12 1200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 70 Gradiente Longitudinal 0,55 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 160 10,0 1,26 10 55 78 200 9,3 1,15 10 51 70 210 9,2 1,12 10 50 69 250 8,5 1,05 10 46 63 300 7,7 0,98 10 42 56 350 7,0 0,92 10 38 50 400 6,4 0,88 10 35 45 460 5,7 0,84 10 31 40 500 5,3 0,82 10 29 37 600 4,6 0,78 10 25 32 700 4,0 0,74 10 22 27 750 3,8 0,73 10 21 26 800 3,6 0,72 10 20 24 900 3,2 0,70 10 17 22

1000 2,9 0,68 10 16 19 1100 2,7 0,66 10 15 18 1200 2,4 0,65 10 12 16 1300 2,3 0,64 10 12 15 1400 2,1 0,63 10 11 14 1500 C.P 0,62 10 10 13 1600 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

140

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,00 m

Velocidad de diseño (Kph) 80 Gradiente Longitudinal 0,50 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

210 10,0 1,20 12 60 84 250 9,6 1,11 12 58 79 275 9,3 1,07 12 56 76 300 9,0 1,04 12 54 73 350 8,4 0,98 12 50 67 400 7,8 0,93 12 47 61 435 7,4 0,91 12 44 58 460 7,2 0,89 12 43 56 500 6,7 0,87 12 40 52 535 6,4 0,85 12 38 49 600 5,8 0,82 12 35 44 700 5,0 0,78 12 30 38 750 4,8 0,77 12 29 36 800 4,5 0,75 12 27 34 900 4,0 0,73 12 24 30 1000 3,6 0,71 12 22 27 1100 3,3 0,69 12 20 24 1200 3,1 0,68 12 19 23 1300 2,9 0,67 12 17 21 1400 2,7 0,66 12 16 20 1500 2,5 0,65 12 15 18 1600 2,4 0,64 12 14 17 1700 2,3 0,63 12 14 17 1800 2,1 0,62 12 13 15 1900 C.P 0,62 12 12 14 2000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 90 Gradiente Longitudinal 0,47 Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

275 10,0 1,13 13 64 88 300 9,8 1,10 13 63 85 350 9,3 1,03 13 59 80

141

400 8,9 0,99 13 57 75 435 8,6 0,96 13 55 72 460 8,4 0,94 13 54 70 500 8,0 0,91 13 51 67 535 7,7 0,89 13 49 64 600 7,2 0,86 13 46 59 700 6,4 0,82 13 41 52 750 6,1 0,81 13 39 49 800 5,7 0,79 13 36 46 900 5,2 0,77 13 33 42 1000 4,7 0,74 13 30 37 1100 4,3 0,73 13 27 34 1200 4,0 0,71 13 26 32 1300 3,7 0,70 13 24 29 1400 3,4 0,69 13 22 27 1500 3,2 0,67 13 20 25 1600 3,0 0,66 13 19 23 1700 2,8 0,66 13 18 22 1800 2,7 0,65 13 17 21 1900 2,6 0,64 13 17 20 2200 2,4 0,62 13 15 18 2500 C.P 0,61 13 13 15 3000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 142

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,00 m

Velocidad de diseño (Kph) 100 Gradiente Longitudinal 0,43

Ancho de vía (m) 6,00 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

350 10,0 1,09 14 70 95 400 9,6 1,04 14 67 90 435 9,3 1,01 14 65 87 460 9,1 0,99 14 63 84 500 8,8 0,96 14 61 81 535 8,5 0,94 14 59 78 600 8,0 0,90 14 56 73 700 7,3 0,86 14 51 66 750 7,0 0,84 14 49 63 800 6,6 0,83 14 46 59 900 6,0 0,80 14 42 53

1000 5,5 0,78 14 38 48 1100 5,0 0,76 14 35 44 1200 4,6 0,74 14 32 40 1300 4,3 0,73 14 30 37 1400 4,0 0,71 14 28 35 1500 3,7 0,70 14 26 32 1600 3,5 0,69 14 24 30 1700 3,3 0,68 14 23 28 1800 3,1 0,67 14 22 26 1900 3,0 0,67 14 21 26 2000 2,8 0,66 14 20 24 2500 2,3 0,63 14 16 19 3000 C.P 0,61 14 14 17 4000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 143

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,50 m

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70 Ancho de vía (m) 6,50 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 50 10,0 1,60 9 46 69 75 8,9 1,19 9 41 56 80 8,6 1,13 9 40 54

100 7,8 0,97 9 36 47 110 7,4 0,91 9 34 44 115 7,2 0,88 9 33 43 150 5,8 0,74 9 27 33 160 5,5 0,71 9 26 31 200 4,4 0,62 9 20 24 210 4,2 0,60 9 20 23 250 3,5 0,55 9 16 19 300 3,0 0,49 9 14 16 350 2,6 0,45 9 12 14 400 2,3 0,42 9 11 12 460 C.P 0,39 9 9 10 500 S.N S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65 Ancho de vía (m) 6,50 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 80 10,0 1,25 10 50 69

110 9,1 1,01 10 46 60 115 8,9 0,98 10 45 58 150 7,9 0,83 10 40 50 160 7,7 0,80 10 39 48 200 6,6 0,70 10 33 40 210 6,4 0,68 10 32 39 250 5,5 0,61 10 28 33 300 4,7 0,55 10 24 28 350 4,1 0,51 10 21 24 400 3,6 0,48 10 18 21 460 3,2 0,44 10 16 18 500 2,9 0,43 10 15 16 600 2,5 0,39 10 13 14 700 2,1 10 11 11 750 C.P 10 10 10 800 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

144

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,50 m

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 Ancho de vía (m) 6,50 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

115 10,0 1,08 11 54 72 130 9,7 1,00 11 53 69 150 9,2 0,92 11 50 64 160 9,1 0,88 11 49 63 200 8,2 0,77 11 44 55 210 8,0 0,75 11 43 53 250 7,2 0,68 11 39 47 300 6,2 0,61 11 34 40 350 5,4 0,57 11 29 34 400 4,8 0,53 11 26 30 460 4,3 0,49 11 23 27 500 4,0 0,47 11 22 25 600 3,4 0,43 11 18 21 700 3,0 0,40 11 16 18 750 2,8 11 15 15 800 2,6 11 14 14 900 2,3 11 12 12 1000 2,1 11 11 11 1100 C.P 11 11 11 1200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 70 Gradiente Longitudinal 0,55 Ancho de vía (m) 6,50 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

160 10,0 0,96 12 59 77 200 9,3 0,85 12 55 69 210 9,2 0,82 12 54 68 250 8,5 0,75 12 50 62 300 7,7 0,68 12 46 55 350 7,0 0,62 12 41 49 400 6,4 0,58 12 38 45 460 5,7 0,54 12 34 39 500 5,3 0,52 12 31 36

145

600 4,6 0,48 12 27 31 700 4,0 0,44 12 24 27 750 3,8 0,43 12 22 25 800 3,6 0,42 12 21 24 900 3,2 0,40 12 19 21 1000 2,9 12 17 17 1100 2,7 12 16 16 1200 2,4 12 13 14 1300 2,3 12 12 14 1400 2,1 12 11 12 1500 C.P 12 11 12 1600 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

146

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,50 m

Velocidad de diseño (Kph) 80 Gradiente Longitudinal 0,50 Ancho de vía (m) 6,50 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

210 10,0 0,90 13 65 83 250 9,6 0,81 13 62 78 275 9,3 0,77 13 60 75 300 9,0 0,74 13 59 72 350 8,4 0,68 13 55 66 400 7,8 0,63 13 51 61 435 7,4 0,61 13 48 57 460 7,2 0,59 13 47 55 500 6,7 0,57 13 44 51 535 6,4 0,55 13 42 49 600 5,8 0,52 13 38 44 700 5,0 0,48 13 33 37 750 4,8 0,47 13 31 36 800 4,5 0,45 13 29 33 900 4,0 0,43 13 26 29 1000 3,6 0,41 13 23 26 1100 3,3 0,39 13 21 24 1200 3,1 13 20 20 1300 2,9 13 19 19 1400 2,7 13 18 18 1500 2,5 13 16 16 1600 2,4 13 16 16 1700 2,3 13 15 15 1800 2,1 13 14 14 1900 C.P 13 13 13 2000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 90 Gradiente Longitudinal 0,47 Ancho de vía (m) 6,50 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

275 10,0 0,83 14 69 87 300 9,8 0,80 14 68 84

147

350 9,3 0,73 14 64 79 400 8,9 0,69 14 62 75 435 8,6 0,66 14 59 72 460 8,4 0,64 14 58 70 500 8,0 0,61 14 55 66 535 7,7 0,59 14 53 63 600 7,2 0,56 14 50 58 700 6,4 0,52 14 44 51 750 6,1 0,51 14 42 49 800 5,7 0,49 14 39 45 900 5,2 14 36 36 1000 4,7 14 33 33 1100 4,3 14 30 30 1200 4,0 14 28 28 1300 3,7 14 26 26 1400 3,4 14 24 24 1500 3,2 14 22 22 1600 3,0 14 21 21 1700 2,8 14 19 19 1800 2,7 14 19 19 1900 2,6 14 18 18 2200 2,4 14 17 17 2500 C.P 14 14 14 3000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

148

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,50 m

Velocidad de diseño (Kph) 100 Gradiente Longitudinal 0,43

Ancho de vía (m) 6,50 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

350 10,0 0,79 15 76 94 400 9,6 0,74 15 73 89 435 9,3 0,71 15 70 86 460 9,1 0,69 15 69 83 500 8,8 0,66 15 67 80 535 8,5 0,64 15 64 77 600 8,0 0,60 15 60 72 700 7,3 0,56 15 55 65 750 7,0 0,54 15 53 62 800 6,6 0,53 15 50 58 900 6,0 0,50 15 45 52

1000 5,5 0,48 15 42 48 1100 5,0 0,46 15 38 43 1200 4,6 0,44 15 35 39 1300 4,3 0,43 15 33 37 1400 4,0 0,41 15 30 34 1500 3,7 0,40 15 28 31 1600 3,5 15 26 26 1700 3,3 15 25 25 1800 3,1 15 23 23 1900 3,0 15 23 23 2000 2,8 15 21 21 2500 2,3 15 17 17 3000 C.P 15 15 15 4000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 149

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,70 m

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70 Ancho de vía (m) 6,70 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 50 10,0 1,50 10 48 69 75 8,9 1,09 10 43 56 80 8,6 1,03 10 41 54

100 7,8 0,87 10 37 47 110 7,4 0,81 10 35 44 115 7,2 0,78 10 34 43 150 5,8 0,64 10 28 33 160 5,5 0,61 10 26 31 200 4,4 0,52 10 21 24 210 4,2 0,50 10 20 23 250 3,5 0,45 10 17 19 300 3,0 0,39 10 14 16 350 2,6 10 12 12 400 2,3 10 11 11 460 C.P 10 10 10 500 S.N S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65 Ancho de vía (m) 6,70 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima 80 10,0 1,15 10 52 69

110 9,1 0,91 10 47 60 115 8,9 0,88 10 46 58 150 7,9 0,73 10 41 50 160 7,7 0,70 10 40 48 200 6,6 0,60 10 34 40 210 6,4 0,58 10 33 39 250 5,5 0,51 10 28 33 300 4,7 0,45 10 24 28 350 4,1 0,41 10 21 24 400 3,6 0,38 10 19 21 460 3,2 10 16 16 500 2,9 10 15 15 600 2,5 10 13 13 700 2,1 10 11 11 750 C.P 10 10 10 800 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Radio (m)

150

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,70 m

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 6,70 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima 115 10,0 0,98 11 56 72 130 9,7 0,90 11 54 69 150 9,2 0,82 11 51 64 160 9,1 0,78 11 51 63 200 8,2 0,67 11 46 55 210 8,0 0,65 11 45 53 250 7,2 0,58 11 40 47 300 6,2 0,51 11 35 40 350 5,4 0,47 11 30 34 400 4,8 0,43 11 27 30 460 4,3 0,39 11 24 27 500 4,0 11 22 22 600 3,4 11 19 19 700 3,0 11 17 17 750 2,8 11 16 16 800 2,6 11 15 15 900 2,3 11 13 13 1000 2,1 11 12 12 1100 C.P 11 11 11 1200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 70 Gradiente Longitudinal 0,55 Ancho de vía (m) 6,70 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

160 10,0 0,86 12 61 77 200 9,3 0,75 12 57 69

9,2 0,72 12 68 250 8,5 0,65 12 52 62

0,58 12 47 55 0,52 12 43 49

400 6,4 0,48 12 39 45 460 5,7 0,44 12 39 35

5,3 0,42 32 36

Ancho de vía (m)

Radio (m)

210 56

300 7,7 350 7,0

151500 12

600 4,6 0,38 12 28 31 700 4,0 12 24 24 750 3,8 12 23 23 800 3,6 12 22 22 900 3,2 12 19 19 1000 2,9 12 18 18 1100 2,7 12 16 16 1200 2,4 12 13 15 1300 2,3 12 13 14 1400 2,1 12 12 13 1500 C.P 12 11 12 1600 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

152

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,70 m

Velocidad de diseño (Kph) 80 Gradiente Longitudinal 0,50 Ancho de vía (m) 6,70 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

210 10,0 0,80 13 67 83 250 9,6 0,71 13 64 78 275 9,3 0,67 13 62 75 300 9,0 0,64 13 60 72 350 8,4 0,58 13 56 66 400 7,8 0,53 13 52 61 435 7,4 0,51 13 50 57 460 7,2 0,49 13 48 55 500 6,7 0,47 13 45 51 535 6,4 0,45 13 43 49 600 5,8 0,42 13 39 44 700 5,0 0,38 13 34 37 750 4,8 13 32 32 800 4,5 13 30 30 900 4,0 13 27 27 1000 3,6 13 24 24 1100 3,3 13 22 22 1200 3,1 13 21 21 1300 2,9 13 19 19 1400 2,7 13 18 18 1500 2,5 13 17 17 1600 2,4 13 16 16 1700 2,3 13 15 15 1800 2,1 13 14 14 1900 C.P 13 13 13 2000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 90 Gradiente Longitudinal 0,47

6,70 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

275 10,0 0,73 14 71 87 300 9,8 0,70 14 70 84 350 9,3 0,63 14 66 79

Ancho de vía (m)

153

400 8,9 0,59 14 63 75 435 8,6 0,56 14 61 72 460 8,4 0,54 14 60 70 500 8,0 0,51 14 57 66 535 7,7 0,49 14 55 63 600 7,2 0,46 14 51 58 700 6,4 0,42 14 46 51 750 6,1 0,41 14 43 49 800 5,7 0,39 14 41 45 900 5,2 14 37 37 1000 4,7 14 34 34 1100 4,3 14 31 31 1200 4,0 14 29 29 1300 3,7 14 26 26 1400 3,4 14 24 24 1500 3,2 14 23 23 1600 3,0 14 21 21 1700 2,8 14 20 20 1800 2,7 14 19 19 1900 2,6 14 19 19 2200 2,4 14 17 17 2500 C.P 14 14 14 3000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 154

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 6,70 m

Velocidad de diseño (Kph) 100 Gradiente Longitudinal 0,43

Ancho de vía (m) 6,70 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

350 10,0 0,69 16 78 94 400 9,6 0,64 16 75 89 435 9,3 0,61 16 72 86 460 9,1 0,59 16 71 83 500 8,8 0,56 16 69 80 535 8,5 0,54 16 66 77 600 8,0 0,50 16 62 72

0,46 16 57 65 750 7,0 0,44 16 55 62 800 6,6 0,43 16 51 58 900 6,0 0,40 16 47 52

1000 5,5 16 43 43 1100 5,0 16 39 39 1200 4,6 16 36 36 1300 4,3 16 34 34 1400 4,0 16 31 31 1500 3,7 16 29 29 1600 3,5 16 27 27 1700 3,3 16 26 26 1800 3,1 16 24 24 1900 3,0 16 23 23 2000 2,8 16 22 22 2500 2,3 16 18 18 3000 C.P 16 16 16 4000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

700 7,3

155

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,00 m

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70

Ancho de vía (m) 7,00 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

10,0 1,50 10 50 75 8,9 1,09 10 45 58 80 8,6 1,03

7,8 0,87 39 49 110 7,4 0,81 10 37 46 115 7,2 0,78 10 36 44 150 5,8 0,64 10 29 34 160 5,5 0,61 10 28 32 200 4,4 0,52 10 22 25 210 4,2 0,50 10 21 24 250 3,5 0,45 10 18 20 300 3,0 0,39 10 15 17 350 2,6 10 13 13 400 2,3 10 12 12 460 C.P 10 10 10 500 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65

Ancho de vía (m) 7,00 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

80 10,0 1,15 11 54 72 110 9,1 0,91 11 49 62 115 8,9 0,88 11 48 60 150 7,9 0,73 11 43 51 160 7,7 0,70 11 41 50

50 71

10 43 56 100 10

156

200 6,6 0,60 11 36 42 210 6,4 0,58 11 34 40 250 5,5 0,51 11 30 34 300 4,7 0,45 11 25 29 350 4,1 0,41 11 22 25 400 3,6 0,38 11 19 21 460 3,2 11 17 17 500 2,9 11 16 16 600 2,5 11 13 13 700 2,1 11 11 11 750 C.P 11 11 11 800 S.N 11

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 157

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,00 m

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 Ancho de vía (m) 7,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

115 10,0 0,98 12 58 75 130 9,7 0,90 12 57 71 150 9,2 0,82 12 54 66 160 9,1 0,78 12 53 65 200 8,2 0,67 12 48 57 210 8,0 0,65 12 47 55 250 7,2 0,58 12 42 49 300 6,2 0,51 12 36 41 350 5,4 0,47 12 32 36 400 4,8 0,43 12 28 31 460 4,3 0,39 12 25 28 500 4,0 12 23 23 600 3,4 12 20 20 700 3,0 12 18 18 750 2,8 12 16 16 800 2,6 12 15 15 900 2,3 12 13 13 1000 2,1 12 12 12 1100 C.P 12 12 12 1200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 70 Gradiente Longitudinal 0,55 Ancho de vía (m) 7,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

160 10,0 0,86 13 64 79 200 9,3 0,75 13 59 72 210 9,2 0,72 13 59 71 250 8,5 0,65 13 54 64 300 7,7 0,58 13 49 57 350 7,0 0,52 13 45 51 400 6,4 0,48 13 41 46 460 5,7 0,44 13 36 41 500 5,3 0,42 13 34 38

158

600 4,6 0,38 13 29 32 700 4,0 13 25 25 750 3,8 13 24 24 800 3,6 13 23 23 900 3,2 13 20 20 1000 2,9 13 18 18 1100 2,7 13 17 17 1200 2,4 13 14 15 1300 2,3 13 13 15 1400 2,1 13 12 13 1500 C.P 13 12 13 1600 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

159

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,00 m

Velocidad de diseño (Kph) 80 Gradiente Longitudinal 0,50 Ancho de vía (m) 7,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

210 10,0 0,80 14 70 86 250 9,6 0,71 14 67 81 275 9,3 0,67 14 65 78 300 9,0 0,64 14 63 74 350 8,4 0,58 14 59 69 400 7,8 0,53 14 55 63 435 7,4 0,51 14 52 59 460 7,2 0,49 14 50 57 500 6,7 0,47 14 47 53 535 6,4 0,45 14 45 51 600 5,8 0,42 14 41 45 700 5,0 0,38 14 35 39 750 4,8 14 34 34 800 4,5 14 32 32 900 4,0 14 28 28 1000 3,6 14 25 25 1100 3,3 14 23 23 1200 3,1 14 22 22 1300 2,9 14 20 20 1400 2,7 14 19 19 1500 2,5 14 18 18 1600 2,4 14 17 17 1700 2,3 14 16 16 1800 2,1 14 15 15 1900 C.P 14 14 14 2000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 90 Gradiente Longitudinal 0,47 Ancho de vía (m) 7,00 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

275 10,0 0,73 15 74 90 300 9,8 0,70 15 73 88 350 9,3 0,63 15 69 82

160

400 8,9 0,59 15 66 77 435 8,6 0,56 15 64 74 460 8,4 0,54 15 63 72 500 8,0 0,51 15 60 68 535 7,7 0,49 15 57 65 600 7,2 0,46 15 54 61 700 6,4 0,42 15 48 53 750 6,1 0,41 15 45 51

0,39 15 47 900 5,2 15 39 39 1000 4,7 15 35 35 1100 4,3 15 32 32 1200 4,0 15 30 30 1300 3,7 15 28 28 1400 3,4 15 25 25 1500 3,2 15 24 24 1600 3,0 15 22 22 1700 2,8 15 21 21 1800 2,7 15 20 20 1900 2,6 15 19 19 2200 2,4 15 18 18 2500 C.P 15 15 15 3000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

800 5,7 42

161

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,00 m

Velocidad de diseño (Kph) 100 Gradiente Longitudinal 0,43

Ancho de vía (m) 7,00 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

350 10,0 0,69 16 81 97 400 9,6 0,64 16 78 92 435 9,3 0,61 16 76 89 460 9,1 0,59 16 74 87 500 8,8 0,56 16 72 83 535 8,5 0,54 16 69 80 600 8,0 0,50 16 65 75 700 7,3 0,46 16 59 67 750 7,0 0,44 16 57 64 800 6,6 0,43 16 54

16 49 1000 5,5 16 45 45 1100 5,0 16 41 41 1200 4,6 16 37 37 1300 4,3 16 35 35 1400 4,0 16 33 33 1500 3,7 16 30 30 1600 3,5 16 28 28 1700 3,3 16 27 27 1800 3,1 16 25 25 1900 3,0 16 24 24 2000 2,8 16 23 23 2500 2,3 16 19 19 3000 C.P 16 16 16 4000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

60 900 6,0 0,40 54

162

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,20 m

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70

Ancho de vía (m) 7,20 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

10,0 1,30 10 51 70 75 8,9 0,89 10 46 57 80 8,6 0,83 10 44 54

100 7,8 0,67 10 40 48 7,4 0,61 10 38 45 7,2 0,58 10 37 43 5,8 0,44 10 30 34

160 5,5 0,41 10 28 32 200 4,4 0,32 10 23 25 210 4,2 10 22 22 250 3,5 10 18 18 300 3,0 10 15 15 350 2,6 10 13 13 400 2,3 10 12 12 460 C.P 10 10 10 500 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65

Ancho de vía (m) 7,2 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

10,0 0,95 11 55 110 9,1 0,71 11 50 60 115 8,9 0,68 11 49 59 150 7,9 0,53 11 44 50 160 7,7 0,50 11 43 49

50

110 115 150

80 70

163

200 6,6 0,40 11 37 41 210 6,4 0,38 11 35 39 250 5,5 11 30 30 300 4,7 11 26 26 350 4,1 11 23 23 400 3,6 11 20 20 460 3,2 11 18 18 500 2,9 11 16 16 600 2,5 11 14 14 700 2,1 11 12 12 750 C.P 11 11 11 800 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

164

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,20 m

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 Ancho de vía (m) 7,20 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

115 10,0 0,78 12 60 73 130 9,7 0,70 12 58 70 150 9,2 0,62 12 55 65 160 9,1 0,58 12 55 63 200 8,2 0,47 12 49 56 210 8,0 0,45 12 48 54 250 7,2 0,38 12 43 48 300 6,2 12 37 37 350 5,4 12 32 32 400 4,8 12 29 29 460 4,3 12 26 26 500 4,0 12 24 24 600 3,4 12 20 20 700 3,0 12 18 18 750 2,8 12 17 17 800 2,6 12 16 16 900 2,3 12 14 14 1000 2,1 12 13 13 1100 C.P 12 12 12 1200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 70 Gradiente Longitudinal 0,55 Ancho de vía (m) 7,2 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

160 10,0 0,66 13 65 78 200 9,3 0,55 13 61 70 210 9,2 0,52 13 60 69 250 8,5 0,45 13 56 63 300 7,7 0,38 13 50 56 350 7,0 13 46 46 400 6,4 13 42 42 460 5,7 13 37 37 500 5,3 13 35 35

165

600 4,6 13 30 30 700 4,0 13 26 26 750 3,8 13 25 25 800 3,6 13 24 24 900 3,2 13 21 21 1000 2,9 13 19 19 1100 2,7 13 18 18 1200 2,4 13 14 16 1300 2,3 13 14 15 1400 2,1 13 13 14 1500 C.P 13 12 13 1600 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

166

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,20 m

0,50

Velocidad de diseño (Kph) 80 Gradiente Longitudinal Ancho de vía (m) 7,20 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%)

Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima 210 10,0 0,60 14 72 84 250 9,6 0,51 14 69 79 275 9,3 0,47 14 67 76 300 9,0 0,44 14 65 73 350 8,4 0,38 14 60 67 400 7,8 14 56 56 435 7,4 14 53 53 460 7,2 14 52 52 500 6,7 14 48 48 535 6,4 14 46 46 600 5,8 14 42 42 700 5,0 14 36 36 750 4,8 14 35 35 800 4,5 14 32 32 900 4,0 14 29 29 1000 3,6 14 26 26 1100 3,3 14 24 24 1200 3,1 14 22 22 1300 2,9 14 21 21 1400 2,7 14 19 19 1500 2,5 14 18 18 1600 2,4 14 17 17 1700 2,3 14 17 17 1800 2,1 14 15 15 1900 C.P 14 14 14 2000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 90 Gradiente Longitudinal 0,47 Ancho de vía (m) 7,2 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

275 10,0 0,53 15 77 88 300 9,8 0,50 15 75 85 350 9,3 0,43 15 71 80

10,00 Longitud de transición L

(m)

167

400 8,9 0,39 15 68 75 435 8,6 15 66 66 460 8,4 15 64 64 500 8,0 15 61 61 535 7,7 15 59 59 600 7,2 15 55 55 700 6,4 15 49 49 750 6,1 15 47 47 800 5,7 15 44 44 900 5,2 15 40 40 1000 4,7 15 36 36 1100 4,3 15 33 33 1200 4,0 15 31 31 1300 3,7 15 28 28 1400 3,4 15 26 26 1500 3,2 15 25 25 1600 3,0 15 23 23 1700 2,8 15 21 21 1800 2,7 15 21 21 1900 2,6 15 20 20 2200 2,4 15 18 18 2500 C.P 15 15 15 3000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 168

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,20 m

Velocidad de diseño (Kph) 100 Gradiente Longitudinal 0,43 Ancho de vía (m) 7,20 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

350 10,0 0,49 17 84 95 400 9,6 0,44 17 80 90 435 9,3 0,41 17 78 87 460 9,1 0,39 17 76 84 500 8,8 17 74 74 535 8,5 17 71 71 600 8,0 17 67 67 700 7,3 17 61 61 750 7,0 17 59 59 800 6,6 17 55 55 900 6,0 17 50 50 1000 5,5 17 46 46 1100 5,0 17 42 42 1200 4,6 17 39 39 1300 4,3 17 36 36 1400 4,0 17 33 33 1500 3,7 17 31 31 1600 3,5 17 29 29 1700 3,3 17 28 28 1800 3,1 17 26 26 1900 3,0 17 25 25 2000 2,8 17 23 23 2500 2,3 17 19 19 3000 C.P 17 17 17 4000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 110 Gradiente Longitudinal 0,40 Ancho de vía (m) 7,2 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

435 10,0 0,46 18 90 101 460 9,8 0,44 18 88 99 500 9,6 0,41 18 86 96

9,4 0,38 18 85 94 169

535

600 9,0 18 81 81 700 8,4 18 76 76 750 8,1 18 73 73 800 7,8 18 70 70 900 7,2 18 65 65 1000 6,7 18 60 60 1100 6,2 18 56 56 1200 5,8 18 52 52 1300 5,4 18 49 49 1400 5,0 18 45 45 1500 4,6 18 41 41 1600 4,4 18 40 40 1700 4,1 18 37 37 1800 3,9 18 35 35 1900 3,7 18 33 33 2000 3,5 18 32 32 2500 2,8 18 25 25 3000 2,3 18 21 21 3400 C.P 18 18 18 3500 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

170

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,30 m

Velocidad de diseño (Kph) 40 Gradiente Longitudinal 0,70

Ancho de vía (m) 7,30 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00

Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

50 10,0 1,20 10 52 69 75 8,9 0,79 10 46 56 80 8,6 0,73 10 45 54

100 7,8 0,57 10 41 47 110 7,4 0,51 10 39 44 115 7,2 0,48 10 38 43 150 5,8 0,34 10 30 33 160 5,5 10 29 29 200 4,4 10 23 23 210 4,2 10 22 22 250 3,5 10 18 18 300 3,0 10 16 16 350 2,6 10 14 14 400 2,3 10 12 12 460 C.P 10 10 10 500 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 50 Gradiente Longitudinal 0,65

Ancho de vía (m) 7,30 Pendiente de la vía (%) 2,00

Peralte máximo (%) 10,00 Longitud de transición L

(m) Radio (m)

Peralte (%)

Sobreancho (m)

Longitud X (m)

Mínima Máxima

80 10,0 0,85 11 56 69 110 9,1 0,61 11 51 60 115 8,9 0,58 11 50 58 150 7,9 0,43 11 44 50 160 7,7 0,40 11 43 48

Longitud de transición L (m)

171

200 6,6 11 37 37 210 6,4 11 36 36 250 5,5 11 31 31 300 4,7 11 26 26 350 4,1 11 23 23 400 3,6 11 20 20 460 3,2 11 18 18 500 2,9 11 16 16 600 2,5 11 14 14 700 2,1 11 12 12 750 C.P 11 11 11 800 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

172

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,30 m

Velocidad de diseño (Kph) 60 Gradiente Longitudinal 0,60 Ancho de vía (m) 7,30 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

115 10,0 0,68 12 61 72 130 9,7 0,60 12 59 69

9,2 0,52 12 64 160 9,1 0,48 12 55 63

0,37 12 50 55 12 49 49

250 7,2 12 44 44 300 6,2 12 38 38

5,4 33 33 400 4,8 12 29 29 460 4,3 12 26 26 500 4,0 12 24 24 600 3,4 12 21 21 700 3,0 12 18 18 750 2,8 12 17 17 800 2,6 12 16 16 900 2,3 12 14 14 1000 2,1 12 13 13 1100 C.P 12 12 12 1200 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 70 Gradiente Longitudinal 0,55 Ancho de vía (m) 7,30 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

160 10,0 0,56 13 66 77 200 9,3 0,45 13 62 69 210 9,2 0,42 13 61 68 250 8,5 0,35 13 56 62 300 7,7 13 51 51 350 7,0 13 46 46 400 6,4 13 42 42 460 5,7 13 38 38 500 5,3 13 35 35

Radio (m)

150 56

200 8,2 210 8,0

350 12

173

600 4,6 13 31 31 700 4,0 13 27 27 750 3,8 13 25 25 800 3,6 13 24 24 900 3,2 13 21 21 1000 2,9 13 19 19 1100 2,7 13 18 18 1200 2,4 13 15 16 1300 2,3 13 14 15 1400 2,1 13 13 14 1500 C.P 13 12 13

S.N C.P = Curva con Peralte

1600 S.N = Sección Normal

174

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,30 m

Velocidad de diseño (Kph) 80

Gradiente Longitudinal 0,50

Ancho de vía (m) 7,30 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

210 10,0 0,50 15 73 83 250 9,6 0,41 15 70 78 275 9,3 0,37 15 68 75 300 9,0 15 66 66 350 8,4 15 61 61 400 7,8 15 57 57 435 7,4 15 54 54 460 7,2 15 53 53 500 6,7 15 49 49 535 6,4 15 47 47 600 5,8 15 42 42 700 5,0 15 37 37 750 4,8 15 35 35 800 4,5 15 33 33 900 4,0 15 29 29 1000 3,6 15 26 26 1100 3,3 15 24 24 1200 3,1 15 23 23 1300 2,9 15 21 21 1400 2,7 15 20 20 1500 2,5 15 18 18 1600 2,4 15 18 18 1700 2,3 15 17 17 1800 2,1 15 15 15 1900 C.P 15 15 15 2000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 90 Gradiente Longitudinal 0,47 Ancho de vía (m) 7,30 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

275 10,0 0,43 16 78 87 300 9,8 0,40 16 76 84 350 9,3 16 72 72

175

400 8,9 16 69 69 435 8,6 16 67 67 460 8,4 16 65 65 500 8,0 16 62 62 535 7,7 16 60 60 600 7,2 16 56 56 700 6,4 16 50 50 750 6,1 16 47 47 800 5,7 16 44 44 900 5,2 16 40 40 1000 4,7 16 37 37 1100 4,3 16 33 33 1200 4,0 16 31 31 1300 3,7 16 29 29 1400 3,4 16 26 26 1500 3,2 16 25 25 1600 3,0 16 23 23 1700 2,8 16 22 22 1800 2,7 16 21 21 1900 2,6 16 20 20 2200 2,4 16 19 19 2500 C.P 16 16 16 3000 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte 176

CUADRO DE PERALTES, SOBREANCHOS Y LONGITUDES X, L PARA EL DESARROLLO

CARRETERA DE 2 CARRILES - ANCHO DE VIA 7,30 m

Velocidad de diseño (Kph) 100 Gradiente Longitudinal 0,43 Ancho de vía (m) 7,30 Pendiente de la vía (%) 2,00 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

350 10,0 17 85 85 400 9,6 17 81 81 435 9,3 17 79 79 460 9,1 17 77 77 500 8,8 17 75 75 535 8,5 17 72 600 700 62

17

51 5,5 5,0 4,6 4,3 4,0 3,7 3,5 3,3 3,1 3,0 2,8 2,3 C.P S.N

7,30 Peralte máximo (%) 10,00

Longitud de transición L (m) Radio

(m) Peralte

(%) Sobreancho

(m) Longitud X

(m) Mínima Máxima

435 10,0 18 91 91 460 9,8 18 89 89 500 9,6 18 88 88 535 9,4 18 86 86

72 8,0 17 68 68 7,3 17

750 7,0 59 59 800 17 56 56

17 47 47 17 42 42

1200 17 39 39 1300 17 37 37

17 34 34 17 31 31

1600 17 30 30 1700 17 28 28 1800 17 26 26 1900 17 25 25 2000 17 24 24 2500 17 20 20 3000 17 17 17 4000

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

Velocidad de diseño (Kph) 110 Gradiente Longitudinal 0,40 Ancho de vía (m) Pendiente de la vía (%) 2,00

62

6,6 900 6,0 17 51 1000 1100

1400 1500

177

600 9,0 18 82 82 700 8,4 18 77 77 750 8,1 18 74 74 800 7,8 18 71 71 900 7,2 18 66 66 1000 6,7 18 61 61

6,2 18 57 57 1200 5,8 18 53 53 1300 5,4 18 49 49 1400 5,0 18 46 46 1500 4,6 18 42 42 1600 4,4 18 40 40 1700 4,1 18 37 37 1800 3,9 18 36 36 1900 3,7 18 34 34 2000 3,5 18 32 32 2500 2,8 18 26 26 3000 2,3 18 21 21 3400 C.P 18 18 18 3500 S.N

S.N = Sección Normal C.P = Curva con Peralte

1100

178

VI. Distancias de Visibilidad

179

CAPITULO VI. DISTANCIAS DE VISIBILIDAD La capacidad de visibilidad es de importancia en la seguridad y eficiencia de la operación de vehículos en una carretera, de ahí que a la longitud de la vía que un conductor ve continuamente delante de él, se le llame distancia de visibilidad. La distancia de visibilidad se discute en dos aspectos:

1. La distancia requerida para la parada de un vehículo, sea por restricciones en la línea horizontal de visibilidad o en la línea vertical.

2. La distancia necesaria para el rebasamiento de un vehículo.

A. DISTANCIA DE VISIBILIDAD PARA LA PARADA DE UN VEHICULO Cuando el vehículo circula en curva, sea esta horizontal o vertical, el factor visibilidad actúa en forma determinante en su normal circulación, por lo que la distancia de visibilidad de parada es la distancia mínima necesaria para que un conductor que transita a ó cerca de la velocidad de diseño, vea un objeto en su trayectoria y pueda parar su vehículo antes de llegar a él. Por lo tanto es la mínima distancia de visibilidad que debe proporcionarse en cualquier punto de la carretera. La mínima distancia de visibilidad (d) para la parada de un vehículo es igual a la suma de dos distancias; una, la distancia (d1) recorrida por el vehículo desde el instante en que el conductor avizora un objeto en el camino hasta la distancia (d2) de frenaje del vehículo, es decir, la distancia necesaria para que el vehículo pare completamente después de haberse aplicado los frenos.

180

Estas dos distancias corresponden al tiempo de percepción y reacción, y al recorrido del vehículo durante el frenaje, respectivamente, o sea:

d=d1 +d2 Para la determinación de la distancia de visibilidad de parada, el tiempo de percepción más el de reacción debe ser mayor que el promedio para todos los conductores bajo condiciones normales. El tiempo de percepción es muy variable de acuerdo al conductor y equivale a 1,5 segundos para condiciones normales de carretera, de acuerdo a varias pruebas realizadas por la AASHTO. Por razones de seguridad, se debe adoptar un tiempo de reacción suficiente para la mayoría de los conductores y equivalente a un segundo. De aquí que el tiempo total de percepción más reacción hallado como adecuado, se lo considera igual a 2,5 segundos para efectos de cálculo de la mínima distancia de visibilidad en condiciones de seguridad ( para el 90% de los conductores según la AASHTO ). La distancia recorrida durante el tiempo de percepción más reacción se calcula por la siguiente fórmula:

CCC

1 V*6944,0seg6,3seg5,2

*V6,3tV

d =⇒=

Por lo tanto: d1 = 0,7 VC (VI . 1) en donde:

d1= distancia recorrida durante el tiempo de percepción más

reacción, expresada en metros. VC = velocidad de circulación del vehículo, expresada en Km/h.

t = tiempo de percepción más reacción en seg.

181

La distancia de frenaje se calcula utilizando la fórmula de la “carga dinámica” y tomando en cuenta la acción de la fricción desarrollada entre las llantas y la calzada, es decir que:

g2

PVfPd

2C

2 = (VI . 2)

en donde: d2 = distancia de frenaje sobre la calzada a nivel, expresada en metros. f = coeficiente de fricción longitudinal. VC = velocidad del vehículo al momento de aplicar los frenos, expresada en metros por segundo. P = Peso del vehículo. g = aceleración de la gravedad, en el Ecuador igual a 9,78 metros sobre segundo2 . Expresando VC en kilómetros por hora y para una gradiente longitudinal horizontal, la fórmula (VI.2) se convierte en:

f254

Vd

2C

2 = (VI . 3)

Las pruebas realizadas por la AASHTO indican que el coeficiente de fricción longitudinal (f) no es el mismo para las diferentes velocidades, pues decrece conforme aumenta la velocidad, dependiendo también de varios otros elementos, tales como la presión del aire de las llantas, tipo de llantas, presencia de humedad y tipo de pavimento, siendo de mayor significación, especialmente para altas velocidades, el sistema de frenos del vehículo.

182

La variación del coeficiente de fricción longitudinal (f) para pavimentos mojados se indica en la curva de la Figura VI-l, estando esta variación representada por la siguiente ecuación:

3,0

CV15,1f = (VI . 4)

en donde:

f = coeficiente de fricción longitudinal. Vc = velocidad de circulación del vehículo, expresada en kilómetros

por hora (en función de la velocidad de diseño del camino) En el cuadro VI-l se consignan los diversos valores de diseño para las distancias de visibilidad para la parada del vehículo, que se recomienda sean aplicados en el país, y en el cuadro VI-2 se indica el procedimiento de cálculo.

Cuadro VI-l

VALORES DE DISENO DE LAS DISTANCIAS DE VISIBILIDAD MINIMAS PARA PARADA DE UN VEHICULO

(Metros)

Criterio de Diseño: pavimentos Mojados Valor Valor Recomendable Absoluto Clase de Carretera L O M L O M R-I o R-II > 8.000 TPDA 220 180 135 180 135 110 1 3.000 a 8.000 180 160 110 160 110 70 II 1.000 a 3.000 160 135 90 135 110 55 III 300 a 1.000 135 110 70 110 70 40 IV 100 a 300 110 70 55 70 35 25 V Menos de 100 70 55 40 55 35 25

183

En el Cuadro anterior (L - Terreno llano; O - Terreno ondulado; y M —-Terreno montañoso). Notas al Cuadro VI.l

— Los valores recomendables se emplearán cuando el TPDA es cercano al límite superior de la respectiva categoría.

— Los valores absolutos se emplearán cuando el TPDA es cercano al límite inferior de la respectiva categoría y/o el relieve sea muy difícil (escarpado).

1. Efecto de las Gradientes Las gradientes influyen en la distancia de visibilidad para la parada de un vehículo, en lo que se refiere a la distancia de frenaie. En este caso, la mencionada distancia está expresada por la siguiente fórmula:

)Gf(254

Vd

2C

±= (VI . 5)

en donde:

G = tanto por ciento de la gradiente dividido para 100 con el signo correspondiente; esto es, signo positivo para gradientes cuesta arriba y signo negativo para gradientes cuesta abajo.

En el cuadro VI-3, se indican las correcciones de la distancia de visibilidad para parada, calculadas de acuerdo con la Fórmula (VI.5). Estas correcciones se refieren tanto al caso de gradientes cuesta abajo, como al caso de gradientes cuesta arriba.

184

185

CUADRO VI-2

DISTANCIA DE VISIBILIDAD MINIMA PARA PARADA DE UN VEHICULO

Criterio de Diseño: Pavimentos mojados y Gradiente Horizontal (0 %)

Velocidad Velocidad Percepción + Reacción Coeficiente Distancia de Distancia de Visibilidad

de de para Frenaje de Frenaje "d2" para parada (d=d1+d2)

Diseño-Vd Circulación Distancia Fricción Gradiente

Asumida-Vc Tiempo Recorrida "d" Longitudinal Cero Calculada Redondeada

(Kph) (Kph) (seg) (m) "I" (m) (m) (m)

20 20 2,5 13,89 0,47 3,36 17,25 20

25 24 2,5 16,67 0,44 5,12 21,78 25

30 28 2,5 19,44 0,42 7,29 26,74 30

35 33 2,5 22,92 0,40 10,64 33,56 35

40 37 2,5 25,69 0,39 13,85 39,54 40

45 42 2,5 29,17 0,37 18,53 47,70 50

50 46 2,5 31,94 0,36 22,85 54,79 55

60 55 2,5 38,19 0,35 34,46 72,65 70

70 63 2,5 43,75 0,33 47,09 90,84 90

80 71 2,5 49,31 0,32 62,00 111,30 110

90 79 2,5 54,86 0,31 79,25 134,11 135

100 86 2,5 59,72 0,30 96,34 156,06 160

110 92 2,5 63,89 0,30 112,51 176,40 180

120 100 2,5 71,53 0,29 145,88 217,41 220

186

CUADRO VI-3

DISTANCIA DE VISIBILIDAD MINIMA PARA PARADA DE UN VEHICULO (Con correcciones por efecto de la gradiente longitudinal)

Criterio de Diseño: Pavimentos mojados cuesta abajo (-) y cuesta arriba (+) Dp={(Vc * t)/3*R} + {(Vc¬2)/254(1 +/- G9)}

Velocidad Velocidad de

de Circulación Asumida Vc GRADIENTE "G" %

Diseño-Vd (Kph)

Coeficiente de

(Kph) fricción longitudinal -12 -9 -6 -3 3 6 9 12

20 20 0,468 13,75 13,70 13,60 13,27 14,34 14,13 14,06 14,02

25 24 0,443 16,47 16,40 16,26 15,78 17,33 17,02 16,91 16,85

30 28 0,423 19,18 19,08 18,89 18,25 20,35 19,93 19,77 19,69

35 33 0,403 22,55 22,42 22,15 21,27 24,18 23,59 23,37 23,26

40 37 0,389 25,23 25,07 24,73 23,63 27,28 26,54 26,27 26,13

45 42 0,375 28,36 27,98 26,52 31,22 30,26 29,91

50 46 0,365 30,98 30,47 28,78 34,42 33,25 32,83

60 55 0,345 36,82 35,09 33,71 41,75 40,07 39,47

70 63 0,332 40,00 37,89 48,44 46,22

80 71 0,320 40,99 41,90 55,28 52,45

90 79 0,310 45,81 45,73 62,28 58,76

100 86 0,302 50,54 48,93 68,54

110 92 0,296 51,57 74,00

120 100 0,286 56,14 84,24

187

2. Distancia de Visibilidad en las curvas horizontales La existencia de obstáculos laterales, tales como murallas, taludes en corte, edificios, etc., sobre el borde interno de las curvas, requiere la provisión de una adecuada distancia de visibilidad.

FIGURA VI.2 Del análisis del arco ABC de la figura (VI.2), se desprende que el mismo representa la distancia de visibilidad de parada “d’ y corresponde a la curva de radio R, que recorre al vehículo. Por otro lado, la recta AC representa la visual del conductor que pasará tangente al talud en el punto asumido a una altura de 1,15 m. sobre el nivel de la calzada. Aproximando el semiarco AB a una recta, de los triángulos ABE y AEO se desprende:

( )2222

2 mRRm2dAE −−=−

=

188

22222

mRm2RRmd−+−=

4

d 2

(VI . 6) m8

R =

El valor de “m” depende de la sección transversal diseñada o adoptada para el camino en estudio:

b (VI . 7) tceNg2

m +++−+=

En donde:

m = Distancia visual horizontal en la curva, m. b/2 = Semiancho de la calzada, m

g = Sobreancho de la curva, m N = Distancia del eje de la vía al ojo del conductor, mínimo = 0,80 m e = Valor del espaldón, m.

C = Ancho generado por la cuneta, m. t = Ancho generado por el talud medido desde el nivel de la calzada

a 1,15 m de altura, m. Calculados los valores d y m se puede determinar el menor radio que debe tener una curva, para dentro de las condiciones previstas para el diseño se asegure el factor de visibilidad al frenado. De otra manera se puede asumir el radio de diseño que asegura contra el desplazamiento transversal, ecuación V.3 y verificar el valor de “m”

189

En la misma Figura Nº VI.2 se tiene:

180Rd απ

=

Rd65.28

R2180d

20=

π=

α

R2

cos1m

α−=

El valor de m así calculado se comprueba con la ecuación VI.7 que corresponde a la sección transversal adoptada. De no cumplirse esta condición, ó se varía el valor del radio ó se prevé una banqueta de visibilidad en el talud a 0.60 m del nivel de la calzada. En la práctica para la ubicación de los límites del corte en la zona de visibilidad se utiliza más frecuentemente el método gráfico, que consiste en dibujar sobre el plano una serie de puntos a lo largo de la trayectoria que debe seguir un vehículo en una curva y desde cada punto proyectar con medición la distancia de visibilidad. Luego los extremos de estos tramos se unen con unas líneas rectas, cuyas intersecciones entre si, determinan la frontera de visibilidad (Figura VI.3)

FIGURA VI.3 Construcción gráfica de las fronteras de corte de la visibilidad.

190

Con el objeto de constatar el mantenimiento de la visibilidad requerida en el plano horizontal, se mide el valor de la distancia visual horizontal “m” por la bisectriz en el centro de la curva. En el gráfico de la Figura VI-6 se indican las ordenadas medias, desde la línea de visibilidad hasta el eje del carril interno, que se requieren para satisfacer las diferentes distancias de visibilidad para parada, de acuerdo con las velocidades de diseño. Este criterio es aplicable solamente a las curvas circulares, cuya longitud es mayor a la distancia de visibilidad. 3. Medida de la Distancia de Visibilidad para Parada. Línea de Visibilidad Vertical: se considera que la altura del objeto sobre la calzada debe ser igual a cero para la medida de la distancia de visibilidad para parada en condiciones de seguridad; o sea, la superficie de la calzada debe ser visible al conductor a lo largo de dicha distancia. Sin embargo, por razones de economía reflejada en el acortamiento de curvas verticales, se recomienda adoptar una altura del objeto u obstáculo igual a 15 centímetros para la medida de esta distancia de visibilidad, como en el caso de las curvas verticales convexas. Línea de Visibilidad Horizontal: la distancia de visibilidad para parada se mide desde una altura de 1,15 metros para el ojo del conductor, hasta una altura de 15 centímetros para el objeto sobre la calzada. Se considera que la línea de visibilidad en el punto de obstrucción de la vista es 0,60 metros más alto que el nivel del centro del carril interno. 4. Distancia de Visibilidad Lateral. Para las vías en condiciones urbanas y en las intersecciones a nivel con otras carreteras y vías férreas, el mantener la seguridad en el tránsito vehicular exige que se mantenga una suficiente distancia de visibilidad lateral de la zona próxima (vecina) a la vía.

191

El conductor debe tener la posibilidad de ver con tiempo en la vía a una persona que corra desde la acera hacia la calzada, o en intersecciones, ver al vehículo o tren que se acerca. La distancia mínima necesaria para la visibilidad lateral, se calcula según la siguiente fórmula.

dVV

d TL =

V

(VI . 8)

Donde: dL = Distancia de Visibilidad lateral, m d = Distancia de Visibilidad para la parada de un vehículo, m VT = Velocidad del transeúnte o del medio de transporte que circula por

la vía que se intercepta (para una persona que corre se asume igual 10 Km/h)

Vv = Velocidad de diseño del vehículo, Km/h 5. Distancia de Visibilidad para el Rebasamiento de un Vehículo. La distancia de visibilidad para el rebasamiento se determina en base a la longitud de carretera necesaria para efectuar la maniobra de rebasamiento en condiciones de seguridad. Aunque puede darse el caso de múltiples rebasamientos simultáneos, no resulta práctico asumir esta condición; por lo general, se considera el caso de un vehículo que rebasa a otro únicamente. Usualmente, los valores de diseño para el rebasamiento son suficientes para facilitar ocasionalmente rebasamientos múltiples. Para el cálculo de la distancia mínima de rebasamiento en carreteras de dos carriles, se asume lo siguiente:

1. El vehículo rebasado circula con velocidad uniforme.

192

2. Cuando llega a la zona de rebasamiento, el conductor del vehículo rebasante requiere de corto tiempo para percibir dicha zona y reaccionar iniciando la maniobra.

3. El vehículo rebasante acelera durante la maniobra y su velocidad promedio durante la ocupación del carril izquierdo es de 16 kilómetros por hora, mayor a la del vehículo rebasado.

4. Cuando el vehículo rebasante regresa a su propio carril del lado derecho, existe un espacio suficiente entre dicho vehículo y otro que viene en sentido contrario por el otro carril.

Esta distancia de visibilidad para rebasamiento está constituida por la suma de cuatro distancias parciales que son:

d1= distancia recorrida por el vehículo rebasante en el tiempo de percepción/reacción y durante la aceleración inicial hasta alcanzar el carril izquierdo de la carretera.

d2 = distancia recorrida por el vehículo rebasante durante el tiempo que

ocupa el carril izquierdo.

d3= distancia entre el vehículo rebasante y el vehículo que viene en sentido opuesto, al final de la maniobra.

Asumir de 30 m a 90 m.

d4= distancia recorrida por el vehículo que viene en sentido opuesto durante dos tercios del tiempo empleado por el vehículo rebasante, mientras usa el carril izquierdo; es decir, 2/3 de d2. Se asume que la velocidad del vehículo que viene en sentido opuesto es igual a la del vehículo rebasante.

Es decir, la distancia de visibilidad para el rebasamiento de un vehículo es igual a:

dr =d1+d2+d3+d4 (VI 9)

Las distancias parciales arriba indicadas se calculan por las siguientes fórmulas:

193

( 111 atm2V2t14.0d )+−= (VI . 10) 2 0d = (VI . 11) 2tV28, d3 = 30 m a 90 m 4 0d = (VI . 12) 2tV18, en donde: d1, d2, d3 y d4 = distancias, expresadas en metros. t1 = tiempo de la maniobra inicial, expresado en segundos. t2 = tiempo durante el cual el vehículo rebasante ocupa el carril del lado izquierdo, expresado en segundos. V = velocidad promedio del vehículo rebasante expresada en Kilómetros por hora. m = diferencia de velocidades entre el vehículo rebasante y el vehículo rebasado, expresada en kilómetros por hora. Esta diferencia se la considera igual a 16 kp/h promedio

a = aceleración promedio del vehículo rebasante, expresada en kilómetros por hora y por segundo La distancia d4 que debe existir entre el vehículo rebasante y el vehículo que viene en sentido opuesto al final de la maniobra es variable y, de acuerdo con las pruebas y observaciones realizadas por AASHTO, esta distancia varía entre 30 y 91 metros. Para la realización de estas pruebas se han considerado cuatro grupos de velocidades que varían entre 48 y 64, 64 y 80, 80 y 96, 96 y 112 kilómetros por hora, con promedios de 56, 70, 84 y 99 kilómetros por hora, llegándose a los resultados que se indican en el Cuadro VI-4

194

En base a los datos del Cuadro VI.4, se establece el gráfico de la Figura VI.4, en la que se indica la variación de la distancia de visibilidad para rebasamiento en función de la velocidad, estando esta variación representada por la siguiente ecuación equivalente: 218V54,9d r −= (VI . 13) ( 30 < V < 100 ) en donde:

dr = distancia de visibilidad para rebasamiento, expresada en metros. V = velocidad promedio del vehículo rebasante, expresada en

kilómetros por hora. En el cuadro VI.5 se indican las diferentes distancias de visibilidad, calculadas con la fórmula anterior.

195

CUADRO VI - 4

ELEMENTOS DE LA DISTANCIA DE VISIBILIDAD PARA REBASAMIENTO EN CONDICIONES DE SEGURIDAD PARA CARRETERAS DE DOS CARRILES

Grupo de Velocidades- kph 48-64 64-80 80-96 96-112 Velocidad Promedio para Rebasamiento-kph 56,00 70,00 84,00 99,00

Maniobra inicial:

a = aceleración promedio-kph/seg 2,24 2,29 2,35 2,40t1 = tiempo - seg 3,60 4,00 4,30 4,50d1 = distancia recorrida - m 44,00 66,00 88,00 112,00

Ocupación del carril del lado izquierdo:

t2 = tiempo - seg 9,30 10,00 10,70 11,30d2 = distancia recorrida - m 145,00 196,00 251,00 313,00

Vehículo opuesto:

d3 = distancia libre entre el vehículo rebasante y el vehículo opuesto

30.00 55.00 76.00 91.00

d4 = distancia recorrida – m 30,00 55,00 76,00 91,00

Distancia de visibilidad para rebasamiento - m

dr = d1 + d2 + d3 + d4 316 448 583 725

196

Cuadro VI - 5

197

Para el Ecuador, se recomienda los valores de diseño que se indican en el Cuadro VI-6. Debe notarse que para gradientes cuesta arriba es necesario proveer distancias de visibilidad para rebasamiento mayores que las mínimas calculadas.

Cuadro VI-6

VALORES DE DISEÑO DE LAS DISTANCIAS DE VISIBILIDAD MININAS PARA EL REBASAMIENTO DE UN VEHICULO

(Metros)

Valor Valor Recomendable Absoluto

Clase de Carretera L O M L O M

R-I o R-II > 8000 TPDA 830 830 640 830 640 565 I 3000 a 8000 TPDA 830 690 565 690 565 415 II 1000 a 3000 TPDA 690 640 490 640 565 345 III 300 a 1000 TPDA 640 565 415 565 415 270 IV 100 a 300 TPDA 480 290 210 290 150 110 V Menos de 100 TPDA 290 210 150 210 150 110

L - Terreno Llano O - Terreno Ondulado M - Terreno Montañoso 6. Medida de la Distancia de Visibilidad para Rebasamiento Debido a que los objetos a divisarse son principalmente los vehículos, se asume una altura del objeto igual a 1,35 metros; por lo tanto, la distancia de visibilidad para rebasamiento se mide desde una altura de 1,15 metros para el ojo del conductor hasta una altura de 1,35 metros para el objeto sobre la calzada, como se indica en el gráfico de la Figura VI-5.

198

199

200

201

7. Distancia de cruce (Dc). (CE) Es la distancia de visibilidad libre de obstáculos que requiere un conductor de un vehículo que está detenido en un cruce de carreteras para atravesar la vía perpendicular a su sentido de circulación cuando visualiza a un vehículo que viene en esa vía. Su magnitud se determina utilizando la Ecuación VI-7a.

Dc = V tr + d + w + z (VI-7a)

3.6 4.9 (j + i)

tr = Tiempo de percepción - reacción (3seg) w = Ancho de la calzada en m. z = Longitud del vehículo en m. d = Distancia entre línea de parada y bordillo en m v = Velocidad de proyecto de vía principal en Km/h. j = Aceleración del vehículo en “g” (para camión 0.06) i = Pendiente longitudinal de vía de vehículo detenido

FIGURA VI-7 VISIBILIDAD DE CRUCE

202

VII. Alineamiento Vertical

203

CAPITULO VII. ALINEAMIENTO VERTICAL El perfil vertical de una carretera es tan importante como el alineamiento horizontal y debe estar en relación directa con la velocidad de diseño, con las curvas horizontales y con las distancias de visibilidad. En ningún caso se debe sacrificar el perfil vertical para obtener buenos alineamientos horizontales. A. GRADIENTES En general, las gradientes a adoptarse dependen directamente de la topografía del terreno y deben tener valores bajos, en lo posible, a fin de permitir razonables velocidades de circulación y facilitar la operación de los vehículos. De acuerdo con las velocidades de diseño, que dependen del volumen de tráfico y de la naturaleza de la topografía, en el Cuadro VII-l se indican de manera general las gradientes medias máximas que pueden adoptarse.

Cuadro VII-l

VALORES DE DISEÑO DE LAS GRADIENTES LONGITUDINALES MAXIMAS (Porcentaje)

Valor Valor Recomendable Absoluto Clase de Carretera L O M L O M R—Io R—II > 8.000 TPDA 2 3 4 3 4 6 1 3.000 a 8.000 TPDA 3 4 6 3 5 7 II 1.000 a 3.000 TPDA 3 4 7 4 6 8 III 300 a 1.000 TPDA 4 6 7 6 7 9 IV 100 a 300 TPDA 5 6 8 6 8 12 V Menos de 100 TPDA 5 6 8 6 8 14

204

La Gradiente y Longitud máximas, pueden adaptarse a los siguientes valores: Para gradientes del: 8—10%, La longitud máxima será de: 1.000 m. 10—12%, 500 m. 12—14%, 250 m. En longitudes cortas se puede aumentar la gradiente en 1 por ciento, en terrenos ondulados y montañosos, a fin de reducir los costos de construcción (Para las vías de 1º, 2º y 3º clase). 1. Gradientes Mínimas. La gradiente longitudinal mínima usual es de 0,5 por ciento. Se puede adoptar una gradiente de cero por ciento para el caso de rellenos de 1 metro de altura o más y cuando el pavimento tiene una gradiente transversal adecuada para drenar lateralmente las aguas de lluvia. 2. Longitudes Críticas de Gradiente para el Diseño. El término “longitud crítica de gradiente” se usa para indicar la longitud máxima de gradiente cuesta arriba, sobre la cual puede operar un camión representativo cargado, sin mayor reducción de su velocidad y, consecuentemente, sin producir interferencias mayores en el flujo de tráfico. Para una gradiente dada, y con volúmenes de tráfico considerables, longitudes menores que la crítica favorecen una operación aceptable, y viceversa. A fin de poder mantener una operación satisfactoria en carreteras con gradientes que tienen longitudes mayores que la crítica, y con bastante tráfico, es necesario hacer correcciones en el diseño, tales como el cambio de localización para reducir las gradientes o añadir un carril de ascenso adicional para los camiones y vehículos pesados.

205

Esto es particularmente imperativo en las carreteras que atraviesan la cordillera de los Andes. Los datos de longitud crítica de gradiente se usan en conjunto con otras consideraciones, tales como el volumen de tráfico en relación con la capacidad de la carretera, con el objeto de determinar sitios donde se necesitan carriles adicionales. (Para carreteras de dos carriles, como guía general, debe considerarse una vía auxiliar de ascenso cuando el volumen de tránsito horario empleado en el diseño exceda en un 20% la capacidad proyectada para la gradiente que se estudia.) Para establecer los valores de diseño de las longitudes críticas de gradiente, se asume lo siguiente:

1. Un camión cargado tal que la relación de su peso-potencia (Libras por cada H.P.) sea aproximadamente igual a 400.

2. La longitud crítica de gradiente es variable de acuerdo con la disminución de la velocidad del vehículo que circula cuesta arriba; esto es, a menor reducción de la velocidad se tiene una mayor longitud crítica de gradiente.

3. Se establece una base común en la reducción de la velocidad,

fijándola en 25 kph para efectos de la determinación de la longitud de la gradiente crítica promedio.

En el gráfico de la Figura VII-l se pueden estimar longitudes críticas de gradiente calculadas en base a pruebas y experimentos realizados por la AASHTO para una reducción de velocidad de 25 kilómetros por hora. Debe notarse, sin embargo, que para carreteras que tienen un volumen de tráfico bajo y en sitios donde el número de camiones pesados excede de un 60 por ciento del tráfico total, la necesidad de vías auxiliares de ascenso, para el caso en que se sobrepasa la longitud crítica de la gradiente, resulta dudosa, ya que la interferencia entre varias unidades de vehículos que circulan cuesta arriba se minimiza notablemente. De aquí que para el diseño de estas vías auxiliares, previamente se deba comprobar a satisfacción el volumen de tráfico y su composición, además de la capacidad del tramo considerado.

206

3. Carril Adicional de Ascenso. La justificación del carril adicional se basa en el concepto de capacidad de una carretera y en el volumen elevado de camiones y buses, siendo necesario la introducción de un carril auxiliar o adicional en caminos de dos carriles cuando la longitud de la vía con gradiente crítica, provoque una reducción de la velocidad de 25 Km/h o más a los camiones cargados. La introducción del carril adicional reducirá el porcentaje de vehículos afectados por la gradiente en el carril de circulación y por consiguiente este carril podrá satisfacer las exigencias del volumen remanente de otros vehículos. La relación peso-potencia de un camión determina como operará en distintas gradientes; a medida que aumenta tal relación se reducirá la velocidad del mismo. Por tal razón con el objeto de separar del flujo principal a los vehículos que posean calidades dinámicas bajas, en las vías con tráfico intenso en el sentido del ascenso (150 - 200 veh/h) se establece un carril adicional de ascenso, cuyo anchó no debe de ser menor a 3,5 m. y su longitud mínima sea de 250 m. Así mismo se recomienda que antes de comenzar el carril adicional y al final del mismo, se proyecte una transición del ancho de la calzada de relación mínima 1:10. El carril ascendente adicional debe comenzar cuando el camión, tomado como tipo para el diseño, experimenta la reducción de la velocidad considerada tolerable. Los carriles ascendentes deben terminar donde el camión tipo, de diseño vuelve alcanzar una velocidad equivalente o superior a aquella que tenía donde este carril se introdujo. En caso de introducirse varios carriles ascendentes separados por cortos intervalos es recomendable unirlos formando un tercer carril continuo. B. CURVAS VERTICALES. Las curvas verticales pueden ser de cualquiera de los tipos indicados en la Figura VII-2. La curva vertical preferida en el diseño del perfil de una carretera es la parábola simple que se aproxima a una curva circular. Por otro lado, debido a que la medida de las longitudes en una carretera se hace sobre un plano horizontal y las gradientes son relativamente planas, prácticamente no hay error alguno al adoptar la parábola simple con su eje vertical centrado en el PIV. Las ordenadas de la parábola a sus tangentes varían con el cuadrado de la distancia

207

horizontal a partir del punto de tangencia y está expresada por la siguiente fórmula:

(VII . 1) h*LX2h*

2LXY

2

2

=

=

siendo h la ordenada máxima en el punto PIV y que se expresa por:

(VII . 2) 800ALh =

en donde

A = Diferencia algebraica de gradientes, expresada en porcentaje

X = Distancia horizontal medida desde el punto de tangencia hasta la ordenada, expresada en metros.

L = Longitud de la curva vertical, expresada en metros. La relación L/A expresa la longitud de la curva en metros, por cada tanto por ciento de la diferencia algébrica de gradientes; esta relación, denominada K, sirve para determinar la longitud de las curvas verticales para las diferentes velocidades de diseño. 1. Curvas Verticales Convexas. La longitud mínima de las curvas verticales se determina en base a los requerimientos de la distancia de visibilidad para parada de un vehículo, considerando una altura del ojo del conductor de 1,15 metros y una altura del objeto que se divisa sobre la carretera igual a 0,15 metros. Esta longitud se expresa por la siguiente fórmula:

208

SA 2

(VII . 3) 426

L

en donde:

L = longitud de la curva vertical convexa, expresada en metros. A = diferencia algébrica de las gradientes, expresada en porcentaje. S = distancia de visibilidad para la parada de un vehículo, expresada en

metros. La longitud de una curva vertical convexa en su expresión más simple es: AKL = (VII . 4)

En los cuadros VII-2 Y VII-3 se indican los diversos valores de K para las diferentes velocidades de diseño y para las diversas clases de carreteras, respectivamente.

209

Cuadro VII-2

CURVAS VERTICALES CONVEXAS MINIMAS

Velocidad Distancia de Coeficiente K=S2/426 de diseño Visibilidad para

Parada-"s" kph (metros) Calculado Redondeado

20 20 0,94 1 25 25 1,47 2

30 30 2,11 2 35 35 2,88 3

40 40 3,76 4 45 50 5,87 6

50 55 7,1 7 60 70 11,5 12

70 90 19,01 19 80 110 28,4 28

90 135 42,78 43

100 160 60,09 60

110 180 76,06 80 120 220 113,62 115

Cuadro VII-3 VALORES MININOS DE DISEÑO DEL COEFICIENTE “K” PARA LA DETERMINACION DE LA LONGITUD DE CURVAS VERTICALES

CONVEXAS MININAS Valor Valor Recomendable Absoluto Clase de Carretera L O M L O M R—Io R—II > 8.000 TPDA 115 80 43 80 43 28 1 3.000 a 8.000 TPDA 80 60 28 60 28 12 II 1.000 a 3.000 TPDA 60 43 19 43 28 7 III 300 a 1.000 TPDA 43 28 12 28 12 4 IV 100 a 300 TPDA 28 12 7 12 3 2 V Menos de 100 TPDA 12 7 4 7 3 2

210

L = Terreno llano. O = Terreno ondulado. M = Terreno montañoso. La longitud mínima absoluta de las curvas verticales convexas, expresada en metros, se indica por la siguiente fórmula:

(VII . 5) V60.0L min = en donde, V es la velocidad de diseño, expresada en kilómetros por hora. Las diversas longitudes de las curvas verticales convexas que proveen distancias de visibilidad para parada, se indican en la Figura VII-3.

2 Curvas Verticales Cóncavas. Por motivos de seguridad, es necesario que las curvas verticales cóncavas sean lo suficientemente largas, de modo que la longitud de los rayos de luz de los faros de un vehículo sea aproximadamente igual a la distancia de visibilidad necesaria para la parada de un vehículo. La siguiente fórmula indica la relación entre la longitud de la curva, la diferencia algebraica de gradientes y la distancia de visibilidad de parada.

S5.3122

SAL

2

+= (VII . 6)

La fórmula anterior se basa en una altura de 60 centímetros para los faros del vehículo y un grado de divergencia hacia arriba de los rayos de luz con respecto al eje longitudinal del vehículo. La longitud de una curva vertical cóncava en su expresión más simple es: L = K A (VII . 7) En los cuadros VII-4 y VII-5 se indican los diversos valores de “K” para las diferentes velocidades de diseño y para las varias clases de carretera, respectivamente.

211

Cuadro VII-4

CURVAS VERTICALES CONCAVAS MININAS

Velocidad Distancia de Coeficiente K=S2/122+3,5 S de diseño Visibilidad para

Parada-"s" kph (metros) Calculado Redondeado

20 20 2.08 2 25 25 2.98 3

30 30 3.96 4 35 35 5.01 5

40 40 6.11 6 45 50 8.42 8

50 55 9.62 10 60 70 13.35 13

70 90 18.54 19 80 110 23.87 24

90 135 30.66 31

100 160 37.54 38

110 180 43.09 43 120 220 54.26 54

Cuadro VII-5

VALORES MININOS DE DISEÑO DEL COEFICIENTE “K’ PARA LA DETERMINACION DE LA LONGITUD DE CURVAS VERTICALES

CONCAVAS MININAS Valor Valor Recomendable Absoluto Clase de Carretera L O M L O M R—Io R—II > 8.000 TPDA 115 80 43 80 43 28 1 3.000 a 8.000 TPDA 80 60 28 60 28 12 II 1.000 a 3.000 TPDA 60 43 19 43 28 7 III 300 a 1.000 TPDA 43 28 12 28 12 4 IV 100 a 300 TPDA 28 12 7 12 3 2 V Menos de 100 TPDA 12 7 4 7 3 2

212

La longitud mínima absoluta de las curvas verticales cóncavas, expresada en metros, se indica por la siguiente fórmula: Lmin = 0,60 V (VII . 8) en donde, V es la velocidad de diseño, expresada en kilómetros por hora. Las diversas longitudes de las curvas verticales cóncavas que proveen distancias de visibilidad para parada, se indican en el gráfico de la Figura VII-4. 3. Fórmulas para el cálculo de curvas verticales 3.1. Curvas asimétricas.- Tienen mucha aplicación cuando se trata de ajustar el proyecto vertical a rasantes existentes, o en las rampas de intercambiadores, ya que son mucho más versátiles que las curvas simétricas. Datos:

• Gradientes de entrada y salida • Abscisa y cota del PIV • Longitud del PCV al PIV (L1) • Longitud del PIV al PTV (L2)

Para el cálculo de estas curvas se utilizan las siguientes ecuaciones:

A = G2 – G1 (en %)

x1 y1x2y2

G2 G1 L2L1

200X

LL

LLAY

21

1

2

211 ××

+=

213

200X

LL

LLAY

22

2

1

212 ××

+=

3.2. Curvas simétricas.

2

200X

LAY ×=

G2 G1 L

x xyy

800ALH =

C. CRITERIOS GENERALES PARA EL ALINEAMIENTO VERTICAL A más de lo indicado anteriormente, se debe observar lo siguiente:

1. Se deben evitar los perfiles con gradientes reversas agudas y continuadas, en combinación con un alineamiento horizontal en su mayor parte en línea recta, por constituir un serio peligro; esto se puede evitar introduciendo una curvatura horizontal o por medio de pendientes más suaves, las que significan mayores cortes y rellenos.

2. Deben evitarse perfiles que contengan dos curvas verticales de la misma dirección entrelazadas por medio de tangentes cortas.

3. En ascensos largos, es preferible que las gradientes más empinadas estén colocadas al principio del ascenso y luego se las suavice cerca de la cima; también es preferible emplear un tramo de

214

pendiente máxima, seguido por un tramo corto de pendiente suave en el cual los vehículos pesados pueden aumentar en algo su velocidad, después del cual sigue otra vez un nuevo tramo con pendiente máxima, en vez de proyectar un tramo largo de una sola pendiente aunque ésta sea algo más suave. Esto es particularmente aplicable a carreteras de baja velocidad de diseño.

4. En la selección de la curva vertical a emplearse en un enlace determinado se debe tener en cuenta la apariencia estética de la curva y los requisitos para drenar la calzada en forma adecuada.

D. COMBINACION DE LOS ALINEAMIENTOS VERTICALES Y

HORIZONTALES Se puede obtener una adecuada combinación del alineamiento horizontal y del perfil vertical mediante un apropiado estudio de ingeniería, tomando en cuenta los siguientes puntos:

1. Se debe evitar un alineamiento horizontal constituido por tangentes y curvas de grandes radios a cambio de gradientes largas y empinadas, así como también un alineamiento con curvas de radios pequeños y con gradientes casi planas. Un buen diseño se consigue conciliando los dos criterios para lograr seguridad, capacidad, facilidad y uniformidad de operación de los vehículos.

2. No deben introducirse curvas horizontales agudas en o cerca de la cima de curvas verticales convexas pronunciadas. Esto se puede evitar haciendo que la curva horizontal sea más larga que la curva vertical.

215

3. Se deben evitar curvas horizontales agudas en o en las inmediaciones del punto más bajo de las curvas verticales cóncavas que sean pronunciadas.

4. En carreteras de dos carriles, la necesidad de dotarlas de tramos para rebasamiento de vehículos a intervalos frecuentes, prevalece sobre la conveniencia de la composición de los alineamientos horizontal y vertical.

5. Es necesaria la provisión de curvas de grandes radios y gradientes suaves, a la medida que sea factible en la vecindad de las intersecciones de carreteras.

6. En el diseño de autopistas rurales deben estudiarse las ventajas de la localización de las dos calzadas de una sola vía en forma independiente, haciendo variar el ancho de la isla central para adaptar las calzadas al terreno en la manera más eficaz.

Es muy importante que la coordinación entre el alineamiento horizontal y el perfil vertical se efectúe durante el diseño preliminar, ajustado el uno o el otro hasta obtener el resultado más conveniente en base a un análisis gráfico de los varios elementos que influyen en un diseño equilibrado.

E. DISEÑO DE CARRETERAS EN ZONAS INUNDABLES Cuando una carretera se localiza transversalmente a los escurrimientos naturales de agua en una región y la capacidad de drenaje de sus puentes y alcantarillas es insuficiente, llega a trabajar como una presa, en la que el terraplén funciona como dique y los puentes como una deficiente obra de excedencias. Cuando ello ocurre se presentan los siguientes efectos: durante la época de estiaje el gasto que pasa por los ríos y arroyos escurre sin dificultad bajo los puentes y alcantarillas. En cambio, para que pasen los gastos máximos de avenidas, con lo que los niveles del agua, aguas arriba del terraplén, son mayores que los existentes antes de su construcción. Estos aumentos en la elevación del agua a lo largo de la frontera marcada por el terraplén, provocan remansos que aumentan las áreas inundadas e incrementan los niveles del agua en las áreas inundadas. Además cuando la capacidad hidráulica de los puentes es mucho menor que la necesaria o la avenida mucho mayor que la de diseño de esas estructuras, se requiere más tiempo para que pase el volumen de agua de la

216

avenida, y por tanto, las inundaciones duran más tiempo aguas arriba del obstáculo. Por último, si la avenida sobrepasa la capacidad evacuadora de los puentes, el agua se almacena y sube hasta alcanzar el nivel de la rasante de la carretera y vierte sobre el terraplén, con lo que éste es destruido. Además de lo señalado, ocurre la destrucción de los puentes y alcantarillas, debido a los incrementos que sufre la velocidad del flujo como consecuencia de la diferencia entre los niveles del agua aguas arriba y aguas debajo de esas estructuras. Por otra parte, al ocurrir una avenida se produce un desbordamiento en ambas márgenes del río. El agua desbordada escurre sobre la llanura de inundación hasta que es detenida por el terraplén de una carretera que, de no contar con alcantarillas suficientes, impedirá el paso de los grandes escurrimiento que hay en la llanura. Al no pasar el agua, se almacena aguas arriba del camino, produciendo los efectos ya descritos; o bien corre paralelamente al terraplén, hasta que reconoce al puente que se tiene en el cauce principal del río. Razón por la cual se debe analizar la opción de proyectar la obra, incrementando la altura del relleno o mediante un viaducto. La ecuación técnico – económica, que como siempre es la que bien balanceada proporciona el mejor proyecto, debe complementarse en estos casos con un estudio del desarrollo de vulnerabilidad, urbanístico y del paisaje. Un terraplén obstaculiza el paisaje, planteando la construcción de una verdadera pantalla que corta su continuidad y muchas veces su esplendor. Desde el punto de vista urbanístico, en especial en áreas pobladas, el terraplén corta en dos partes la zona de influencia. El viaducto, todo lo contrario, permite una amplia visual, mejora el paisaje, dándole continuidad, permite el paso de un lado a otro de personas, aumenta el área hidráulica. En consecuencia los viaductos para zonas inundables son estructuras que deben ser analizadas debidamente en función del servicio que se espera de ellos. Cuando la altura de los rellenos sobrepasa los 6 m, especialmente en los accesos a los puentes, en zonas en las cuales se ha determinado que el agua desborda su cause natural, deberá tomarse en cuenta, el costo del terraplén,

217

el transporte de material seleccionado, el costo de las alcantarillas de desfogue; versus la posibilidad de construir un viaducto. De manera que el diseño del proyecto vertical en zonas inundables requerirá de un estudio cuidadoso de los siguiente parámetros: 1. El estudio hidrológico e hidráulico que permita determinar la altura que

alcanza el agua en las zonas inundables con una frecuencia de 50 años. 2. Determinación del número de alcantarillas de drenaje y sus secciones,

de manera que se evite el efecto de dique en el terraplén y la formación del almacenamiento aguas arriba del mismo.

3. Diseño del canal de la cuneta del pie de talud, aguas arriba, que permita

un adecuado encauzamiento del agua hacia las alcantarillas.

4. Un estudio de la calidad del suelo en la franja donde se ubicará el terraplén, a fin de determinar si este material es apto para la construcción del terraplén mediante préstamo lateral; o si el terraplén debe ser construido con material importado, en cuyo caso se analizará las fuentes de materiales y su transporte; no se debe dejar de tomar en cuenta el empleo de geotextiles o geomallas.

5. Para contrarrestar el efecto de muralla que causa el terraplén al ser

incorporado en una zona plana, puede utilizarse taludes 4:1 (H/V) o 6:1; lo cual si bien aumenta el costo, por el incremento de volumen de terraplén y longitud de alcantarilla, puede en cambio favorecer el aspecto paisajístico.

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VIII. Secciones Transversales Típicas

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CAPITULO VIII. SECCIONES TRANSVERSALES TIPICAS La sección transversal típica a adoptarse para una carretera depende casi exclusivamente del volumen de tráfico y del terreno y por consiguiente de la velocidad de diseño más apropiada para dicha carretera. En la selección de las secciones transversales deben tomarse en cuenta los beneficios a los usuarios, así como los costos de mantenimiento. Al determinar los varios elementos de la sección transversal, es imperativo el aspecto de seguridad para los usuarios de la carretera que se diseña. A. ANCHO DE LA SECCION TRANSVERSAL TIPICA El ancho de la sección transversal típica está constituido por el ancho de:

a. Pavimento.

b. Espaldones.

o. Taludes interiores.

d. Cunetas. extendiéndose hasta el límite de los taludes exteriores. En las láminas O-NR hasta 6-NR y l-NA hasta ll-NA se indican los detalles de las secciones transversales típicas, recomendables y absolutas para cada clase de vía, en el terreno plano, ondulado y montañoso, que se han adoptado en estas normas. En vías con características topográficas de montaña se recomienda colocar la cuneta a 30 cm de profundidad con respecto a la rasante y no de la subrasante para esto habrá que necesariamente revestir la cuneta para proteger el pavimento del camino. Con la cuneta así ubicada, la lateral del corte será menor y por ende, será menor el volumen del movimiento de tierras, lo que abarata los costos de construcción.

226

El ancho del pavimento se determina en función del volumen y composición del tráfico (dimensiones del vehículo de diseño) y de las características del terreno. Para un alto volumen de tráfico o para una alta velocidad de diseño, se impone la provisión del máximo ancho de pavimento económicamente factible. Para un volumen de tráfico bajo o para una velocidad de diseño baja, el ancho del pavimento debe ser el mínimo permisible. En el caso de volúmenes de tráfico intermedios o velocidades de diseño moderadas, para los cuales se contemplan pavimentos de tipo superficial bituminosos o superficiales de rodadura de grava, el ancho debe ser suficiente como para evitar el deterioro de dicha superficie por efecto de la repetición de las cargas de los vehículos sobre las mismas huellas. En el cuadro VIII-l se indican los valores de diseño para el ancho del pavimento en función de los volúmenes de tráfico, para el Ecuador.

CUADRO VIII-1

ANCHOS DE LA CALZADA

Ancho de la Calzada (m) Clase de Carretera

Recomendable Absoluto R-I o R-II > 8000 TPDA 7,30 7,30 I 3000 a 8000 TPDA 7,30 7,30 II 1000 a 3000 TPDA 7,30 6,50 III 300 a 1000 TPDA 6,70 6,00 IV 100 a 300 TPDA 6,00 6,00 V Menos de 100 TPDA 4,00 4,00

A.1 PARTERRES Los parterres serán tan amplios como sea posible pudiendo ser delimitados por bordillos o por marcas en el pavimento. En general, se consideran dos tipos de parterres los angostos y los anchos. Los angostos fluctúan entre 1.20-5m de ancho, usan separador tipo barrera o prefabricado y son utilizadas en condiciones restrictivas. Los parterres de 1.20m proveen de muy poca separación al tráfico opuesto y refugio mínimo

227

para los peatones. Parterres angostos entre 3.65-5.00m ofrecen espacio para acomodar un carril central para uso de vehículos que giren a la izquierda, según sea el requerimiento. Los anchos fluctúan entre 15-23m de ancho. Los de 23 m son ideales pues proveen de suficiente espacio de almacenamiento para que traileres y semitraileres puedan girar cómodamente en las aberturas; reducen el encandelillamiento en la noche; proveen de una agradable estética; y reducen considerablemente las probabilidades de colisiones frontales. Aberturas en los parterres a intervalos muy cortos en carreteras divididas generan un peligro constante por las velocidades altas del tráfico de paso. La frecuencia de su ubicación varía con las restricciones topográficas y los requerimientos locales. Como regla general, las aberturas se colocan espaciadas a distancias no menores a 2000m, para carreteras rurales y sus características geométricas estarán de acuerdo con lo indicado en la figura VIII-1A. Las aberturas son seleccionadas también para conectar los caminos públicos. Por lo que el diseñador deberá ubicar carriles de almacenamientos en todas las aberturas de los parterres; y a la vez, controlar la creación indiscriminada de éstas. La Figura VIII-1B presenta el criterio de diseño de carriles almacenamiento o espera en parterres, en carreteras de más de 2 carriles por sentido. En carreteras de dos carriles con elevado tráfico en los dos sentidos y de giro, se deberá incorporar carriles de giro de izquierda mediante el delineamiento y uso de marcas en el pavimento, tal como se ilustra en la Figura VIII-1C.

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FIGURA VIII-1A DISEÑO MINIMOS PARA VUELTAS EN “U”

229

FIGURA VIII-1B CRITERIO DE DISEÑO DE CARRIL DE GIRO DE IZQUIERDA EN PARTERRE

LONGITUD DE ALMACENAMIENTO

DE CARRIL DE GIRO DE IZQUIERDA (m)

VELOCIDAD DE

PROYECTO

LONGITUD MÍNIMA DE

TRANSICIÓN

VOLUMEN HORARIO DE DISEÑO (DHV)

DEL GIRO DE IZQUIERDA EN EL AÑO HORIZONTE

(vph) (Km/h) (m) 60 120 180 240

50 45 20 40 60 80 70 65 20 40 60 80 90 80 20 40 60 80

110 90 20 40 60 80

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FIGURA VIII-1C INTERSECCION TIPICA DE CARRETERA DE DOS CARRILES CON ENSANCHAMIENTO PARA GIRO DE

IZQUIERDA

231

B . ESPALDONES Las principales funciones de los espaldones son las siguientes:

1. Provisión de espacio para el estacionamiento temporal de vehículos fuera de la superficie de rodadura fija, a fin de evitar accidentes.

2. Provisión de una sensación de amplitud para el conductor, contribuyendo a una mayor facilidad de operación, libre de tensión nerviosa.

3. Mejoramiento de la distancia de visibilidad en curvas horizontales.

4. Mejoramiento de la capacidad de la carretera, facilitando una velocidad uniforme.

5. Soporte lateral del pavimento.

6. Provisión de espacio para la colocación de señales de tráfico y guardacaminos, sin provocar interferencia alguna.

Como funciones complementarias de los espaldones pueden señalarse las siguientes:

1. La descarga del agua se escurre por la superficie de rodadura está alejada del borde del pavimento, reduciendo al mínimo la infiltración y evitando así el deterioro y la rotura del mismo.

232

2. Mejoramiento de la apariencia estética de la carretera. 3. Provisión de espacio para trabajos de mantenimiento. En base a las consideraciones anteriores, el ancho de espaldones, en relación con el tipo de carretera, recomendado para el Ecuador, se indica en el Cuadro VIII-2.

CUADRO VIII-2

VALORES DE DISEÑO PARA EL ANCHO DE ESPALDONES (Metros)

Clase de Carretera Ancho de Espaldones (m) Recomendable Absoluto L O M L O M

(1,2) (1,2) (1,2) (1,2) (1,2) (1,2) R-I o R-II > 8000 TPDA 3,0 * 3,0 * 2,5 * 3 3,0 * 2,0 * I 3000 a 8000 TPDA 2,5 * 2,5 * 2,0 * 2,5 ** 2,0 ** 1,5 ** II 1000 a 3000 TPDA 2,5 * 2,5 * 1,5 * 2,5 2,0 1,5 III 300 a 1000 TPDA 2,0 ** 1,5 ** 1,0 * 1,5 1,0 0,5 IV 100 a 300 TPDA 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 V Menos de 100 TPDA Una parte del soporte lateral está incorporado en el ancho de la superficie de

rodadura (no se considera el espaldón como tal) L = Terreno Llano O = Terreno Ondulado M = Terreno Montañoso

* La cifra en paréntesis es la medida del espaldón interior de cada calzada y la otra es para el espaldón exterior. Los dos espaldones deben pavimentarse con concreto asfáltico ** Se recomienda que el espaldón debe pavimentarse con el mismo material de la capa de rodadura del camino correspondiente. (ver nota 5/ del cuadro general de calificación)

233

La pendiente transversal de los espaldones podría variar desde 3 por ciento hasta 6 por ciento dependiendo de la clase de superficie que se adopte para los mismos. Se ha adoptado una pendiente de 4 por ciento como norma general. La existencia de espaldones en sí no se justifica económicamente para carreteras de bajo volumen de tráfico, para los cuales en la mayoría de casos se especifican superficies de rodadura de grava. En los caminos vecinales de penetración de características mínimas (Clase V), tampoco se justifican los espaldones, pero en este caso es aconsejable el ensanchamiento de la calzada a intervalos adecuados para facilitar la circulación de los vehículos en ambas direcciones. En el Cuadro VIII-3 se indican las gradientes transversales recomendadas por los espaldones. Debe notarse que puede ser necesario emplear pendientes algo más pronunciadas en circunstancias especiales, como en el caso de secciones con peralte fuerte.

CUADRO VIII-3

GRADIENTE TRANSVERSAL PARA ESPALDONES (PORCENTAJES)

Clase de Carretera Tipos de Superficie (m) Gradiente Transversal %

R-I o R-II > 8000 TPDA Carpeta de concreto asfáltico 4,00 I 3000 a 8000 TPDA Doble tratamiento superficial bituminoso

(DTSB) o carpeta 4,00

II 1000 a 3000 TPDA Doble tratamiento superficial bituminoso (DTSB) o superficie estabilizada

4,00

III 300 a 1000 TPDA Superficie estabilizada, grava 4,00 IV 100 a 300 TPDA D.T.S.B. O capa granular 4,00

234

C. TALUDES Los taludes en corte y en relleno son muy importantes en la seguridad y buena apariencia de una carretera, además de influir en su costo de mantenimiento. Aunque su diseño depende de las condiciones de los suelos y de las características geométricas de la vía, como regla general los taludes deben diseñarse con la menor pendiente económicamente permisible. En terrenos ondulados y montañosos, en donde las condiciones de los suelos constituyen un factor determinante y el movimiento de tierras es el rubro mayor en la construcción, se recomienda dar especial consideración a los taludes en corte en las curvas horizontales, a fin de proveer una adecuada distancia de visibilidad a un costo razonable. En lo demás, la selección de taludes debe ser materia de un estudio particular en cada caso, tomando en cuenta la naturaleza del terreno y las condiciones geológicas existentes. En terrenos planos, donde la excavación y el relleno constituyen relativamente un pequeño porcentaje dentro del costo de construcción, se recomiendan taludes para corte y para relleno, como se indica en el cuadro VIII-4.

CUADRO VIII-4

VALORES DE DISEÑO RECOMENDABLES DE LOS TALUDES EN TERRENOS PLANOS

Clase de Carretera TALUD CORTE RELLENO

R-I o R-II > 8000 TPDA 3:1 * ** 4:1 I 3000 a 8000 TPDA 3:1 4:1 II 1000 a 3000 TPDA 2:1 3:1 III 300 a 1000 TPDA 2:1 2:1 IV 100 a 300 TPDA 1,8-1:1 1,5-2:1 V Menos de 100 TPDA 1,8-1:1 1,5-2:1

Donde: C = corte R = relleno * = horizontal ** = vertical

235

D. TIPOS DE SUPERFICIE DE RODADURA La relación entre el tipo de superficie de rodadura y el diseño geométrico tiene importancia en lo referente a la indeformabilidad de la superficie y a la facilidad de escurrimiento de las aguas que ésta ofrezca, así como a la influencia ejercida en la operación de los vehículos. Los pavimentos de grado estructural alto, siendo indeformables, no se deterioran fácilmente en sus bordes y su superficie lisa ofrece poca resistencia de fricción para el escurrimiento de las aguas, permitiendo gradientes transversales mínimas. Al contrario, los pavimentos de grado estructural bajo con superficies de granulometría abierta, deben tener gradientes transversales más pronunciadas, para facilitar el escurrimiento de las aguas y evitar el ablandamiento de la superficie. El tipo de superficie de rodadura que se adopte depende en gran parte de la velocidad de diseño escogida, de la cual dependen varias características del diseño general, teniendo en cuenta que las superficies lisas, planas e indeformables favorecen altas velocidades de operación por parte de los conductores. Las superficies de rodadura de la calzada se clasifican según el tipo estructural, correspondiente a las cinco clases de carreteras, como se indica en el Cuadro VIII—5.

CUADRO VIII-5

CLASIFICACION DE SUPERFICIES DE RODADURA

Clase de Carretera Tipo de Superficie Gradiente Transversal

(Porcentajes) R-I o R-II > 8000 TPDA Alto grado estructural: concreto asfáltico u

hormigón 1,5-2

I 3000 a 8000 TPDA Alto grado estructural: concreto asfáltico u hormigón

1,5-2

II 1000 a 3000 TPDA Grado estructural intermedio 2 III 300 a 1000 TPDA Bajo grado estructural: Doble Tratamiento

Superficial Bituminoso D.T.S.B. 2

IV 100 a 300 TPDA Grava o D.T.S.B. 2,5-4 * V Menos de 100 TPDA Grava, Empedrado, Tierra 4

* Para caminos vecinales tipo 5 y 5E.

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IX. Drenaje

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CAPITULO IX. DRENAJE VIAL

1. CLASIFICACION DE LAS ESTRUCTURAS DE DRENAJE

El sistema de drenaje vial es de importancia vital para el funcionamiento y operación de la carretera; tiene cuatro funciones principales: a) Desalojar rápidamente el agua de lluvia que cae sobre la

calzada;

b) Controlar el nivel freático;

c) Interceptar al agua que superficial o subterráneamente escurre

hacia la carretera; y,

d) Conducir de forma controlada el agua que cruza la vía.

Las primeras tres primeras funciones son realizadas por drenajes longitudinales tales como cunetas, cunetas de coronación, canales de encauzamiento, bordillos y subdrenes, mientras que la última función es realizada por drenajes transversales como las alcantarillas y puentes.

2. DRENAJE LONGITUDINAL

El drenaje longitudinal comprende las obras de captación y defensa, cuya ubicación será necesarios establecer, calculando el área hidráulica requerida, sección, longitud, pendiente y nivelación del fondo, y seleccionando el tipo de proyecto constructivo.

2.1 CUNETAS

2.1.1 Definición Son canales que se construyen, en las zonas de corte, a uno o a ambos lados de una carretera, con el propósito de interceptar el agua de lluvia que escurre de la corona de la vía, del talud del corte y de pequeñas áreas adyacentes, para conducirla a un drenaje natural ó a una obra transversal, con la finalidad de alejarla

254

rápidamente de la zona que ocupa la carretera.

2.1.2 Localización, pendiente y velocidad La cuneta se localizará entre el espaldón de la carretera y el pie del talud del corte. La pendiente será similar al perfil longitudinal de la vía, con un valor mínimo del 0.50% y un valor máximo que estará limitado por la velocidad del agua la misma que condicionará la necesidad de revestimiento.

La Tabla IX.1 proporciona como norma de criterio la velocidad del agua, a partir de la cual se produce erosión en diferentes materiales. A pesar de los valores indicados, es práctica usual limitar la velocidad del agua en las cunetas a 3,00 m/s en zampeado y a 4,00 m/s en hormigón.

TABLA IX.1 VELOCIDADES DEL AGUA CON QUE SE

EROSIONAN DIFERENTES MATERIALES.

MATERIAL VELOCIDAD m/s .

MATERIAL VELOCIDAD m/s .

Arena fina 0.45 Pizarra suave 2.0 Arcilla arenosa 0.50 Grava gruesa 3.50

Arcilla ordinaria 0.85 Zampeado 3.4-4.5 Arcilla firme 1.25 Roca sana 4.5 – 7.5 Grava fina 2.00 Hormigón 4.5-7.5

2.1.3 Forma de la Sección Las cunetas según la forma de su sección transversal, pueden ser: triangulares, rectangulares y trapezoidales (Figura IX.1). El uso de cunetas triangulares es generalizado, posiblemente, por su facilidad de construcción y mantenimiento; aunque dependiendo del área hidráulica requerida, también, se pueden utilizar secciones rectangulares ó trapezoidales.

La sección rectangular ha sido generalmente abandonada por razones de ingeniería de tránsito, debido a la sensación de peligro que siente quien transita cerca de ella. Por esta misma razón, la sección trapecial también se utiliza cada vez menos, salvo que tenga el talud cercano a la carretera muy tendido.

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En las secciones triangulares se recomienda que el talud hacia la vía tenga como mínimo 3:1, preferentemente 4:1 y del lado del corte seguirá sensiblemente la inclinación del talud del mismo; considerando, para el caso, una lámina de agua no mayor a 30 cm (Figura IX.2).

FIGURA IX.1 SECCIONES TIPICAS DE CUNETAS

FIGURA IX.2 DIMENSIONES TIPICAS DE CUNETAS

TRIANGULARES

2.1.4 Diseño Hidráulico El área hidráulica de una cuneta se determinará con base al caudal máximo de diseño, a la sección transversal, a la longitud, a la pendiente y a la velocidad.

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(a) Caudal de diseño y período de retorno El caudal máximo del escurrimiento de la corona de la vía y del talud del corte, por ancho unitario, se determinará para un período de retorno de 100 años y considerando una lluvia de 20 a 30 minutos de duración.

Henderson ha desarrollado un método de cálculo, basado en las ecuaciones fundamentales de la hidráulica, para determinar la relación precipitación-escurrimiento en superficies planas con pendiente transversal, considerando la intensidad de la precipitación constante y uniformemente distribuida, estableciendo una serie de ecuaciones simples para estimar el tiempo (te) en que se establece el caudal máximo, por unidad de ancho, y el valor del mismo al final de la superficie plana (Figura IX.3).

FIGURA IX.3 DETALLE ESCURRIMIENTO EN CALZADA

DE LA VIA

Estas ecuaciones son:

V0 = i / 3.6 *106 (Ec. IX.1)

a = (S1/2 / n) (Ec. IX.2)

te = ( L / a*V02/3) 3/5 (Ec. IX.3)

q = a * (V0 * t ) 5/3 para 0 < t < te (Ec. IX.4)

qmax = a * (V0 * t e) 5/3 para te < t < d (Ec. IX.5)

Donde:

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d = Duración de la lluvia, en s.

i = Intensidad de la precipitación en exceso, en mm/h.

L = Longitud desde el parte aguas hasta la cuneta de intersección en m.

n = Coeficiente de rugosidad (fórmula de Manning).

q = Caudal unitario n el tiempo “t”, en m3/s/m.

qmax = Caudal unitario máximo durante el intervalo(d-te), en m3/s/m.

S0 = Pendiente media de la superficie.

t = Tiempo, en s.

te = Tiempo de equilibrio para que se presente el qmax, en s.

Además, en este método, se considera que, la duración de la lluvia debe ser por lo menos igual al tiempo de pico del escurrimiento y se descarta la posibilidad de encharcamiento de la calzada.

Luego de establecido el caudal, por ancho unitario del escurrimiento a superficie libre, que descarga en la cuneta, se determinará el caudal de diseño considerando, en toda la longitud de la cuneta, el aporte lateral, a través del tiempo, para verificar las dimensiones de la sección transversal tentativa. (b) Longitud permisible y descarga Se deberá determinar la longitud máxima permisible de la cuneta, a fin de asegurar su funcionamiento eficiente y evitar, al mismo tiempo, que: (a) el nivel de agua rebase la sección y (b) se produzcan depósitos (azolves) en los tramos en que ocurren cambios de la pendiente longitudinal. Cuando la longitud total de la cuneta proyectada, resultase mayor a la máxima permisible, será necesario diseñar obras de descarga (alcantarillas) que conduzcan el agua, de manera inmediata, hasta un drenaje natural. La distancia recomendable entre las obras de descarga intermedias será igual a la longitud máxima permisible de la cuneta. En caso necesario, la transición de la cuneta con la obra de descarga podrá estar conformada por un sumidero que se complementaría con un desarenador para controlar el azolve en la alcantarilla, lo que permite retener, por sedimentación, los arrastres que transporta la corriente (Figura IX.4). Cuando la cuneta pase de un tramo en corte

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a un tramo en relleno (terraplén), ésta deberá prolongarse hasta su descarga en un cauce natural ó una obra transversal, debiendo proteger el talud, mediante una rampa de descarga, para evitar su erosión (Figura IX.5).

FIGURA IX.4 CORTE DE SUMIDERO CON DESARENADOR

FIGURA IX.5 RAMPA DE DESCARGA

2.1.5 Protección Cuando el material de las cunetas sea erosionable, se deberá reducir la velocidad de avance del agua, disminuyendo la pendiente de la cuneta; en caso contrario, será necesario revestirla. Dependiendo de las condiciones topográficas, la disminución de la pendiente de la cuneta puede efectuarse provocando caídas, debidamente protegidas, respetando la línea del fondo de la cuneta proyectada (Figura IX.6). Otra alternativa de solución sería aumentando la sección de la cuneta.

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El revestimiento para proteger la cuneta podrá ser: zampeado de piedra y mortero (hormigón ciclópeo) , suelo-cemento, mezcla asfáltica u hormigón y su selección dependerá de la velocidad del agua. El recubrimiento con vegetación puede constituir una adecuada protección cuando las velocidades de agua no resultan altas (1 ó 1.5 m/s), aunque la capacidad hidráulica de la cuneta se disminuya por el correspondiente aumento en el coeficiente de rugosidad.

En términos generales podrá prescindirse del revestimiento cuando no se prevea ni la erosión del fondo de la cuneta, causada por el agua que circula, ni el humedecimiento de los materiales de las capas superiores del pavimento por el agua que eventualmente llegue a infiltrarse desde la cuneta. La primera condición indica que no deberán revestirse cunetas labradas en roca, o aquellas que quedaran sujetas a un flujo de agua escaso o eventual, debido probablemente a que el área tributaria de la cuneta, es pequeña o porque las lluvias en el lugar son esporádicas y de muy corta duración. La infiltración del agua de las cunetas al pavimento será relativamente inofensiva cuando el cauce de la misma sea permeable y cuando las capas superiores del pavimento, lo sean también, siempre que no se desarrollen velocidades erosivas, por efecto de la pendiente de la cuneta. Es importante la relación de niveles entre la lámina de agua en la cuneta y las capas de pavimento. La función drenante de la base requiere que el nivel de la lámina de agua en la cuneta quede por debajo de la superficie inferior de la base; cuando la cuneta no esta revestida, es conveniente que la lámina de agua de referencia quede inclusive bajo la superficie inferior de la sub-base, para evitar el humedecimiento de ésta. (Figura IX.7). En sectores en las que resulte muy costoso y difícil construir cunetas amplias revestidas, se puede utilizar cunetas del tipo “Colector Continuo” (Figura IX.8). Estas cunetas requerirán de cajas de inspección intermedias, distribuidas en la longitud total, que permitirán realizar eficazmente la limpieza y el mantenimiento.

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FIGURA IX.6 REDUCCION DE LA PENDIENTE DE LA CUNETA MEDIANTE CAIDAS

FIGURA IX.7 DISPOSICION MAS CONVENIENTE DE LA CUNETA RESPECTO AL PAVIMENTO

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FIGURA IX.8 CUNETA TIPO COLECTOR CONTINUO

2.2 CONTRACUNETAS (CUNETAS DE CORONACION)

2.2.1 Definición Son canales excavados en el terreno natural, que se localizan aguas arriba cerca de la corona de los taludes de los cortes, con la finalidad de interceptar el agua superficial que escurre ladera abajo desde mayores alturas, para evitar la erosión del talud y el incremento del caudal y su material de arrastre en la cuneta (Figura IX.9).

2.2.2 Localización La contracuneta se localizará a una distancia variable de la corona del corte, que dependerá de la altura de éste. La localización tratará que, entre la contracuneta y el propio corte, no quede un área susceptible de generar escurrimientos no controlados de importancia y, a la vez, no colocar la contracuneta demasiado cerca al corte, a fin de facilitar su trazado y permitir que se desarrolle sobre terrenos que no pudiesen estar afectados por la presencia de aquellos derrumbes. La distancia mínima entre la contracuneta y la corona del corte será de 5.00 m ó igual a la altura del corte, sí ésta es mayor a 5.00 m, (Figura IX.10).

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FIGURA IX.9 CONTRACUNETA (CUNETA DE CORONACION)

FIGURA IX.10 LOCALIZACION DE CONTRACUNETA O CUNETA DE CORONACION

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2.2.3 Pendiente El desarrollo de la contracuneta deberá ser sensiblemente paralelo al propio corte; en lo posible, la pendiente también deberá ser uniforme desde el origen hasta el desfogue, para evitar los trastornos que se producen con los cambios de pendientes como son: erosiones y/o azolves de materiales. Igualmente, la pendiente uniforme no será superior a un cierto valor máximo, valor que estará limitado por la velocidad de erosión del suelo en que esta excavada la contracuneta (Tabla IX.2).

TABLA IX.2 VALORES MAXIMOS DE VELOCIDADES NO EROSIVAS EN CUNETAS

MATERIAL VELOCIDAD (m/seg)Arenas finas y limos 0,40-0,60Arcilla arenosa 0,50-0,75Arcilla 0,75-1,00Arcilla firme 1,00-1,50Grava limosa 1,00-1,50Grava fina 1,50-2,00Pizarras suaves 1,50-2,00Grava gruesa 2,00-3,50Zampeados 3,00-4,50Rocas sanas y hormigón 4,50-7,50

Cuando el corte se aloje en una ladera muy escarpada, un trazado paralelo podría originar, en la contracuneta, pendientes longitudinales excesivas, por lo que en este caso su trazado deberá ajustarse a las curvas de nivel de la ladera, alejándose los extremos de la contracuneta de la vía; obviamente, estos extremos deberán trazarse cortando dichas curvas de nivel, de modo que el canal avance teniendo una pendiente adecuada. Cuando, a pesar de tener la pendiente máxima compatible con el tipo de terreno, el extremo de salida de la contracuneta presente un desnivel importante con respecto al drenaje natural que se utilice como desfogue (cañada, quebrada o cauce natural), se diseñará una rampa de descarga debidamente protegida con revestimiento.(Figura IX.11)

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FIGURA IX.11 RAMPA DE DESCARGA

2.2.4 Consideraciones para el Diseño El proyecto de la contracuneta se fundamentará en las consideraciones topográficas de la cuenca de captación sobre la corona del corte y las características de los materiales que conforman los cortes, los terraplenes adyacentes y el terreno natural de la zona en estudio. Es decir, que será preciso proyectar contracunetas, en primer lugar, en aquellos cortes no protegidos, como es el caso de las laderas y/o lomas con pendiente sostenida hacia la carretera en extensiones grandes, que ofrezcan áreas de captación de lluvias de consideración y, en segundo lugar, en los cortes formados por materiales erosionables y capaces de proporcionar caudales sólidos importantes, tales como suelos limosos, limo arenoso, arcillosos, de depósitos de talud, formado por mezclas

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de suelos gruesos y materiales finos de empaque variado. También, es fundamental conocer si el buzamiento de las capas geológicas es favorable o no. En ocasiones, para evitar que los escurrimientos superficiales, provenientes de la zona drenada y del corte, lleguen a las cunetas, pueden ser conveniente el diseño y construcción de contracunetas revestidas en cortes de rocas; Esto puede ocurrir en las masas rocosas con juntas rellenas de materiales susceptibles al agua, sobre todo si los bloques de roca tienen cierta predisposición a caer sobre la carretera; igual situación sucede en rocas estratificadas con buzamiento favorable hacia la vía.(Figura IX.12) En todos los casos será necesario analizar la conveniencia de proteger la contracuneta, a fin de evitar riesgos mayores en el comportamiento del corte. 2.2.5 Diseño de la Sección La sección del canal estará definida por su capacidad hidráulica, que dependerá de la frecuencia e intensidad de la precipitación pluvial en la zona, del área y de las características hidráulicas de la zona drenada. Los criterios que se aplican para determinar el caudal de diseño esperado son los mismos utilizados para el caso de cunetas. La sección de la contracuneta, que se utiliza con más frecuencia, es de forma trapecial con 0.60 ó 0.80 m de plantilla y taludes conformados de acuerdo con las características del terreno y la profundidad estará comprendida entre 0.40 y 0.60 m, (Figura IX.13). El material producto de la excavación se colocará aguas abajo dejando una berma de 1.00 m ó preferentemente será desalojado (Figura IX.14).

FIGURA IX.12 CONTRACUNETA NO RECOMENDABLE

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2.2.6 Protección En contracunetas no revestidas el talud de aguas arriba deberá ser más tendido para evitar la erosión, pero esta recomendación se hace innecesaria cuando se utilizan revestimientos. Cuando las contracunetas se revisten, se utilizarán los mismos materiales que se mencionan para el caso de las cunetas. En este caso, el proceso constructivo se complica por la necesidad de transportar los materiales hasta los sitios de obra.

FIGURA IX.13 CONTRACUNETA TIPO

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FIGURA IX.14 UBICACION DE MATERIAL EXCAVADO

Todos los criterios que suelen manejarse para definir sobre la conveniencia de revestimiento de una contracuneta, son análogos, también, a los que se mencionaron para el caso de la cuneta. Las contracunetas presentan, además, el caso especial de que en sus extremos, de muy fuerte pendiente, el uso de los revestimientos es más frecuente. El aspecto del costo del revestimiento de las contracunetas es el que da lugar a las prácticas tan inconvenientes, como es no protegerlas, lo que significaría producir un canal permeable. Si el suelo del corte es relativamente permeable ó susceptible a los cambios de humedad, la contracuneta permitirá el ingreso del agua al cuerpo del corte, provocando las fallas consecuentes; por esta razón, cuando se utilizan las contracunetas no revestidas, el trazado de estas es precisamente el inicio de la superficie de falla en la corona del corte, superficie que probablemente no le hubiere formado de haberse protegido la obra de drenaje. En todos los casos, en que la contracuneta se considere útil ó necesaria, será conveniente revestirla, pues los riesgos que implican una eventual falla total del corte superan con mucho a sus posibles beneficios, como es proteger la superficie del talud de erosiones y a las cunetas de la invasión de aguas no controladas. Una contracuneta sin revestimiento conduce, probablemente a un gran

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derrumbe; no localizarlas en el sitio requerido, produce un tramo de mal comportamiento, susceptible de ser fácilmente detectable y corregible por varios métodos, inclusive la construcción de una adecuada contracuneta.

3. OBRAS COMPLEMENTARIAS DE DRENAJE

Además de las obras de drenaje especificas: puentes, alcantarillas, cunetas y contra cunetas (cunetas de coronación), en una carretera es necesario disponer de otras obras menos conocidas que contribuyen a encauzar y eliminar las aguas superficiales que de otro modo podrían causar daños.

Como tales obras complementarias de drenaje se entenderán a las siguientes: el bombeo, las rampas de descarga, las bermas, el sembrado de especies vegetales, y los canales interceptores. Estas obras complementarias de drenaje no son de uso universal o rutinario; son obras que deben hacerse solamente en el lugar en que se requieran, pues de otra manera se derrocharían y se producirían, inclusive, resultados contra producentes. 3.1 Bombeo (pendiente transversal) Se denomina bombeo a la pendiente transversal que se proporciona a la corona de la carretera para permitir que el agua que cae directamente, sobre esta, escurra hacia sus espaldones. En las carreteras de dos carriles de circulación y en secciones en tangente es común que el bombeo de la capa de rodadura sea del 2% de pendiente y en los espaldones sea del 4%; en las secciones en curva, el bombeo se superpone con la sobrelevación necesaria, de manera que la pendiente transversal se desarrollará sin discontinuidades, desde el espaldón más elevado al más bajo (Figura IX.15); sin embargo dentro de la transición de la sección en tangente a la de la curva, (Figura IX.16) suele haber un sector donde se complica la conformación de una pendiente transversal adecuada, siendo éste un problema que deberá resolverse en cada caso, en el cual será conveniente considerar la existencia de la pendiente longitudinal. En las carreteras de más de dos carriles de circulación pueden presentarse dos casos típicos: a) se tiene un parterre central relativamente estrecho ó; b) se tiene uno muy amplio, generalmente

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sembrado de pasto. En el primer caso, es frecuente que el bombeo tenga lugar del parterre hacia ambos espaldones, pero en el segundo es común que se disponga un bombeo mixto, en dos vertientes, con pendientes desde el eje de cada calzada hacia el espaldón respectivo y hacia la sección central de la vía, en la cual suele existir un elemento de canalización.(Figura IX.17).

FIGURA IX.15 BOMBEO EN SECCION TANGENTE

FIGURA IX.16 BOMBEO EN SECCION EN CURVA

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Cuando se construyen terraplenes sobre suelos blandos, con el tiempo, el bombeo, tiende a reducirse porque se produce un mayor asentamiento en el centro de la sección que en los espaldones; el cálculo de asentamientos permite conocer esta diferencia con el fin de realizar una previsión en el proyecto que consistiría en exagerar el bombeo inicial, para evitar ó, por lo menos, reducir el problema, que tiene su importancia práctica, puesto que impide el encharcamiento de la capa de rodadura. En caminos revestidos sin capa de rodadura, seguramente conviene que el bombeo sea por lo menos del 3%, para proporcionar al agua un rápido desalojo transversal; en estos caminos secundarios existe la tendencia para la formación de surcos en el revestimiento, con desplazamiento del material hacia fuera; formándose zonas de encharcamiento muy perjudiciales, cuando el bombeo no es fuerte. En las autopistas de cuatro o más carriles de circulación y parterre central; en los sectores de las curvas, se presenta el problema de la acumulación, en el parterre, del agua que se colecta en la calzada más elevada; eventualmente puede suceder que el agua rebase el parterre que la represa, invadiendo aleatoriamente la otra calzada de la autopista; para evitar este problema se deberán diseñar pequeñas interrupciones en el parterre, por las cuales el agua pasaría ordenadamente a la calzada opuesta. La solución definitiva, de este problema, es la construcción de un colector subterráneo bajo el parterre, al que pueda llegar el agua por sumideros situados en el propio parterre y dispuestos en un tramo de longitud suficiente; el agua que se concentre en el colector subterráneo será eliminada en forma conveniente. Obviamente, ésta es una solución costosa, considerando que deberá ser aplicada en todas las curvas de la autopista, pero no existe una solución barata de tipo general a este problema. Cuando la conformación de la superficie de la curva es favorable, podría sustituirse el colector profundo por la construcción de una cuneta en el espacio del parterre, respetando todas las normas que la Ingeniería de Tránsito impondría a una depresión tal, adyacente a los carriles de circulación de alta velocidad. El problema es difícil y sus efectos, muy perjudiciales para el tránsito; en cada caso deberá buscarse la solución que mejor se adapte a las condiciones geométricas.(Figura IX.17)

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FIGURA IX.17 CUNETA DE DRENAJE EN ZONA DEL PARTERRE CENTRAL EN CARRETERAS DE 4 CARRILES

3.2 Rampas de Descarga Son canales que se conectan con las cunetas y/o contracunetas y descienden transversalmente por los taludes de la vía. En general son estructuras de muy fuerte pendientes y en estas circunstancias radica la mayoría de los problemas que las afectan, (Figura IX.18). La rampa de descarga propiamente dicha es la rápida revestida que va desde el umbral de entrada en la parte alta del talud hasta el pie del mismo ó hasta donde se efectúe la descarga final del agua. Es usual que la bajada tenga una sección estándar y el dimensionamiento hidráulico se efectuará verificando, a partir del caudal de entrada, la altura en los bordes de la rampa.

FIGURA IX.18 PROTECCIONES DE RAMPA DE DESCARGA

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Las altas velocidades con que el agua baja por la rampa requerirán, en principio, la necesidad de diseñar una caja disipadora de energía, con el objeto de evitar erosiones de la propia rampa al pie del terraplén; la alternativa sería la prolongación de la rampa en un abanico de amortiguación y en longitud suficiente. La construcción de la caja disipadora será más imperativa cuando en lugar de utilizar bajada abierta se proyectase a la rampa con un tubo de caída. Otra solución diferente que permita amortiguar la energía adquirida por el agua en la bajada, a menos costo; consistirá en darle una gran rugosidad a la plantilla de la rampa, lo que provocará un flujo fuertemente turbulento, y reducirá la energía de la bajada en forma suficiente. La mampostería muy rugosa o el escalonamiento de la plantilla producirán, también, buenos resultados. Cuando la altura del terraplén ó del talud es grande y el caudal es de consideración, subsiste el problema de que a la salida de la rampa, en el pie del talud, pueden producirse erosiones muy peligrosas, que son regresivas y pueden conducir a la destrucción de la obra. En este caso será imprescindible la construcción de obras de disipación y encauzamiento. La rugosidad necesaria en la plantilla puede incrementarse también colocando piedras ahogadas parcialmente en el hormigón, cuando se diseñan con este material. En la Figura IX.19, se presenta las velocidades permisibles para el pie de la rampa de descarga de plantillas rugosa, en función del material del terraplén, del que constituya el terreno natural en el lugar de la descarga o de la protección que se haga en dicho lugar.

En el caso de las rampas que se utilizarán como elementos eliminadores del agua captada por cunetas y contracunetas, se presenta una zona crítica en la unión entre ambas estructuras, pues existe entonces el peligro de que el agua se introduzcan bajo la rampa, erosionando y disminuyendo su sustentación con riesgo de falla. Para evitar este peligro es recomendable que esta zona de unión sea amplia y sin quiebres y que la rampa tenga un dentellón de entrada, para protegerlo del efecto de filtración; dicho dentellón puede tener una profundidad tan pequeña como 50 cm (Figura IX.11).

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Las rampas son estructuras que deberán proyectarse, únicamente cuando se consideran realmente necesarias. Esto está relacionado con la necesidad de proteger terraplenes formados por materiales erosionables y no suficientemente protegidos por otros métodos, tales como por ejemplo, la vegetación. En carreteras puede presentarse el caso, poco frecuente de alcantarillas de tubo que desembocan, por encima del nivel del fondo del cauce que las originó; es difícil aceptar que sea una buena práctica, pero cuando esto ocurra será indispensable dotar a la alcantarilla de una rampa de salida. La rampa deberá ser más amplia, respetando los alineamientos generales que se han indicado y su capacidad hidráulica deberá ser suficiente para eliminar todo el caudal de la alcantarilla.

3.3 Cortes en Terrazas Los cortes en terrazas o escalonamientos cumplen también funciones de drenaje superficial, de control de aguas turbulentas y de conducción y eliminación. El efecto de los cortes en terrazas o escalonamientos es disminuir la fuerza erosiva del agua que escurre superficialmente por los taludes de un terraplén o un corte o por el terreno natural. Estos elementos encauzan más convenientemente al agua colectada cuando disponen de una pendiente apropiada hacia una rampa de descarga o estructuras análogas; de esta manera, se evitará que el agua erosione los taludes, causando arrastres que provocarían problemas en las cunetas o se infiltrarían en el propio talud con malos efectos sobre su estabilidad general, (Figura IX.20). Las cortes en terrazas, con fines de drenaje, suelen tener una relación peralte huella en el orden de 1:1 a 1:1.5 y son de dimensiones pequeñas, como verdaderos escalones. Estos valores pueden aumentar a 1:2 ó 1:3 cuando se requieren para control de las aguas que bajan por el terreno natural amenazando a la vía, dando lugar a una estructura análoga en sus objetivos a las que se proyectan en terrenos agrícolas en declive como protección contra la erosión.

Los escalonamientos en los cortes, se diseñarán para interrumpir la trayectoria de bajada de las aguas y deberán tener su relación

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peralte/huella gobernada por la inclinación general del corte, por lo que ésta difícilmente podrá pasar de 0.75:1 ó 1:1, (Figura IX.19). Los problemas de infiltración pudieran ser graves, especialmente en el caso de escalonamientos en cortes con materiales susceptibles y estos elementos podrían contribuir a auspiciarlos, pues es frecuente que en la dirección de su desarrollo longitudinal presenten tramos con poca pendiente. En estos casos, los escalonamientos deberán protegerse.

La protección podrá variar desde dar al escalón una ligera pendiente hacia el interior del corte, poniendo en ese borde interior una cuneta con pendiente suficiente para eliminar rápidamente el agua recolectora, hasta una completa impermeabilización de las huellas, incluyendo la cuneta mencionada. Los materiales más susceptibles a la infiltración de agua en escalones son: las rocas con diaclasas, especialmente cuando su buzamiento es hacia la vía, y los suelos residuales que contengan estructuras en formación favorable. Considerando las consecuencias de la infiltración de agua en los escalonamientos formados en materiales susceptibles, y los casos, en que por cualquier causa, no sea posible emplear una impermeabilización de completa garantía, será preferible no proyectarlas. En ocasiones se aprovechan estos escalones para plantar pequeños arbustos que una vez desarrolladas protegen muy eficientemente la superficie del talud contra la erosión. 3.4 Vegetación Una de las más efectivas protecciones de los taludes de un corte o un terraplén o del terreno natural contra la acción erosiva del agua superficial es la siembra de especies vegetales; estas retardan el escurrimiento, disminuyendo la energía del agua y contribuyendo a fomentar una conducción de equilibrio en los suelos en cuanto a contenido de agua.

La deforestación sistemática, él deshierbe o el desenraíce excesivos en la zona de derecho de vía o en la zona de influencia de una vía deben considerarse como malas prácticas constructivas. Cuando no exista vegetación, la siembra de especies vegetales deberá estar al

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cuidado de especialistas, que utilicen variedades apropiadas en la región, cuyo crecimiento pueda ocurrir con los mínimos cuidados iniciales. 3.5 Los Canales Interceptores Se refieren a los canales que se construyen con fines de encauzamiento de las aguas superficiales que escurrirían hacia la corona de una vía terrestre, causando en ella erosiones o depósitos inconvenientes. Su construcción es frecuente, sobre todo en los casos de escurrimientos por laderas naturales con pendientes hacia la vía o en conexión con la de alcantarillas, ya sea para conducir las aguas hacia su entrada, ó para controlar la descarga de la salida.

En el primer caso, un canal interceptor funciona en forma análoga a la de una contracuneta y se aplicarán los comentarios previamente hechos con respecto a estas obras; sin embargo, la costumbre reserva la expresión canales interceptores para los que se construyen a distancias relativamente grandes de la carretera y no están específicamente ligados a un corte en particular, sino que defienden un tramo más o menos largo de la vía, independientemente de la naturaleza de su sección. El material producto de la excavación deberá colocarse siempre aguas abajo del canal. Los taludes de éste dependerán del material en que se efectúa la excavación y de sus propias dimensiones; taludes de 1:1 o 1½:1 son frecuentes. Las dimensiones del canal deberán seleccionarse como conclusión de un estudio hidráulico, que podrá llegar a ser de importancia en los casos en que los caudales que se manejarán sean de magnitudes considerables. La distancia a que suelen colocarse los canales interceptores respecto a la carretera permite que muchas veces puedan diseñarse sin revestimiento.

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FIGURA IX.19 VELOCIDADES PERMISIBLES AL PIE DE LA RAMPA DE PLANTILLA RUGOSA

FIGURA IX.20 CORTES EN TERRAZAS 277

Naturalmente, la anterior no es una regla fija y en cada caso deberá ponderarse con cuidado el riesgo de permitir las infiltraciones que inevitablemente ocurrirán a través de la plantilla no revestida, optando por la protección en todos los casos necesarios. Con mayor frecuencia que las contracunetas, pueden encontrarse casos en relación con uso de canales interceptores en que el no utilizar revestimientos, no produzcan malas consecuencias de importancia. Cuando se requiera revestirse a los canales, se utilizarán preferentemente la mampostería y, en los casos más importantes, el hormigón. Es conveniente que la superficie del revestimiento quede lo más lisa posible, para propiciar el escurrimiento, aumentando la eficiencia de la obra.

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4. ALCANTARILLAS 4.1 Introducción. El diseño de alcantarillas deberá realizarse en función de las características de la cuenca hidráulica a ser drenada y de la carretera a la que prestará servicio. Como los sistemas de drenaje inciden en los costos de conservación y mantenimiento de las carreteras, es necesario que las alcantarillas sean proyectadas considerando que su funcionamiento deberá estar acorde con las limitaciones impuestas por los sistemas de conservación y métodos de mantenimiento. 4.2 Definición. Las alcantarillas son conductos cerrados, de forma diversa, que se instalan o construyen transversales y por debajo del nivel de subrasante de una carretera, con el objeto de conducir, hacia cauces naturales, el agua de lluvia proveniente de pequeñas cuencas hidrográficas, arroyos ó esteros, canales de riego, cunetas y/o del escurrimiento superficial de la carretera. De acuerdo a las condiciones topográficas del corredor de la carretera, se puede considerar que las alcantarillas servirán para drenar: planicies de inundación o zonas inundables, cuencas pequeñas definidas ó para colectar aguas provenientes de cunetas. 4.3 Características Generales. Los elementos constitutivos de una alcantarilla son: el ducto, los cabezales, los muros de ala en la entrada y salida, y otros dispositivos que permitan mejorar las condiciones del escurrimiento y eviten la erosión regresiva debajo de la estructura (Figura IX.21). De acuerdo con la forma de la sección transversal del ducto, las alcantarillas pueden ser: circulares, rectangulares, de arco, bóvedas ó de ductos múltiples (Figuras IX..22 y IX.23).

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FIGURA IX.21 ELEMENTOS DE UNA ALCANTARILLA

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FIGURA IX.22 TIPOS COMUNES DE ALCANTARILLAS Y MATERIALES

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FIGURA IX.23 ESPACIAMIENTOS MINIMOS PERMISIBLES PARA INSTALACIONES MULTIPLES

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Los materiales que se utilizarán en la construcción de las alcantarillas serán de hormigón armado, lámina de acero corrugado plástico, arcilla vítrea, lámina de aluminio corrugado y lámina de acero inoxidable; aunque las alcantarillas metálicas son de fácil instalación, en zonas de alto potencial corrosivo, se debe preferir el uso de alcantarillas de hormigón. 4.4 Recopilación de Información. Es conveniente reunir la mayor cantidad de información, concerniente a la zona de influencia del sitio de cruce; las fuentes de información pueden ser reconocimientos aéreos y/o terrestres, entrevistas, instituciones de recursos hidráulicos, diarios y estudios realizados con anterioridad. (a) Datos topográficos. El levantamiento topográfico proporcionará los datos suficientes para la localización de la alcantarilla deberán ubicarse; las características físicas significativas, en la zona adyacente al sitio de cruce, especialmente, aquellas que podrían resultar afectadas por la instalación ú operación de la alcantarilla. La extensión de este levantamiento estará relacionado con las condiciones topográficas y con la pendiente de la corriente. En cursos de agua con pendiente reducidas, los efectos de la estructura podrían reflejarse, aguas arriba, hasta una distancia considerable y será necesario disponer de un levantamiento más extenso para ubicar las características físicas que se afectarían por la instalación de la alcantarilla. Además, el levantamiento deberá destacar el uso del suelo, el tipo y densidad de la vegetación existente y cualquier obstáculo físico construido que pudiera alterar las características del escurrimiento. (b) Cuenca de drenaje. La cuenca de drenaje de una corriente es el área que contribuye al escurrimiento y proporciona parte o todo el flujo del curso tributario. El área drenante es, por tanto, un factor importante para la estimación de la avenida de diseño y deberá ser cuidadosamente definida por medio de: a) fotografías aéreas, b) levantamiento topográfico, c) cartas topográficas del IGM y d) observaciones en el terreno.

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El escurrimiento en una cuenca dependerá de diversos factores, tales como el área, la pendiente, las características del cauce principal (longitud y pendiente), elevación (cota) de la cuenca y red de drenaje. No se puede analizar con el mismo criterio una cuenca pequeña o tributaria que una cuenca grande. En una cuenca pequeña, la forma y cantidad del escurrimiento están influenciadas por la condiciones físicas del suelo; por lo tanto, el estudio hidrológico deberá enfocarse con más atención a la cuenca misma. En cambio en una cuenca grande, el efecto de almacenaje del cauce es muy importante, por lo que se deberá dar, también, atención a las características de este último. (c) Características del cauce. Para disponer de una representación precisa del cauce será necesario obtener secciones transversales en el sitio probable de cruce, el perfil longitudinal y el alineamiento horizontal, así como las zonas de inundación. El perfil longitudinal se extenderá, a partir del sitio propuesto para la alcantarilla, tanto aguas arriba como aguas abajo, una distancia suficiente para definir la pendiente del cauce. Se observará, también, las características generales del cauce, tales como: tipo de suelo o roca del fondo, condiciones de las márgenes, tipo y extensión de la cobertura vegetal, cantidad de arrastre de materiales y de desechos, y cualquier otro factor que pudiera influir en el dimensionamiento de la alcantarilla y en la durabilidad de los materiales de construcción. (d) Información sobre niveles de agua. Los datos disponibles de los niveles del agua (nivel de aguas máximas extraordinarias -NAME, nivel de aguas máximas ordinarias - NAMO, nivel de aguas mínimas en estiaje -NAMIN) constituyen una valiosa ayuda para el diseño, aunque es conveniente evaluar apropiadamente esta información. En ocasiones, será necesario confiar en marcas del nivel de agua como única fuente de referencia de avenidas ocurridas. Los niveles de agua, proporcionados por las marcas, se pueden, utilizar también: a) para verificar los resultados obtenidos con los procedimientos

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aplicados para la estimar el caudal de diseño; y b) como referencia para establecer la rasante de la vía. Los datos, obtenidos por medio de marcas, deberán tomarse en las inmediaciones del sitio de implantación de la estructura; en ocasiones, ante la carencia de marcas en el sitio, se podrían utilizar marcas de niveles de agua en puntos o estaciones, ubicados aguas arriba ó aguas abajo del sitio. Igualmente, cuando se registren niveles de agua no frecuentes, estos se analizarán para confirmar la existencia de irregularidades en el cauce durante la avenida, como: bloqueo por arrastre de materiales ó por remanso debido a confluencias cercanas. Los niveles obtenidos deberán estar referenciados a bancos de nivel establecidos y correlacionados con cotas IGM. (e) Estructuras existentes. Cuando existan estructuras cercanas al sitio, sobre la corriente en estudio, se deberá investigar cuidadosamente su comportamiento hidráulico y su antigüedad, puesto que dichas estructuras constituyen verdaderos modelos hidráulicos a escala natural que permitirán contar con inmejorables elementos de juicio para definir las dimensiones de la estructura que se diseñará. 4.5 Consideraciones para el Diseño. El diseño del sistema de drenaje transversal menor de una carretera se realizará tomando en cuenta, para su solución, dos pasos básicos: el análisis hidrológico de la zona por drenar y el diseño hidráulico de las estructuras. El análisis hidrológico permite la predicción de los valores máximos de las intensidades de precipitación o picos del escurrimiento, según el caso, para períodos de retorno especificados de acuerdo a la finalidad é importancia del sistema. El Diseño hidráulico permite establecer las dimensiones requeridas de la estructura para desalojar los caudales aportados por las lluvias, de conformidad con la eficiencia que se requiera para la evacuación de las aguas.

(a) Localización. La localización correcta es importante porque influirá en la dimensión de la sección, la conservación de la estructura y el

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posible colapso del cuerpo de la carretera. A pesar de que la instalación o construcción de cada alcantarilla constituye un problema distinto, los factores más importantes para la eficiencia y seguridad de las mismas son: la alineación y la pendiente.

Las alcantarillas deberán instalarse o construirse, en lo posible, siguiendo la alineación, pendiente y cotas de nivel del cauce de la corriente, facilitando de esta manera que el agua circule libremente sin interrupciones y reduciendo, al mínimo, los riesgos de erosión. Alineación. La localización óptima de una alcantarilla consistirá en proporcionar a la corriente una entrada y una salida directas. Cuando no se puedan lograr estas condiciones, se las puede obtener por medio de los procesos siguientes: un cambio en el trazado del cauce, una alineación esviajada o una combinación de ambas (Figura IX.24). Se deberá tener presente que es conveniente evitar que el cauce cambie bruscamente de dirección, en cualquier de los extremos de la alcantarilla, puesto que se retardaría el flujo de la corriente, provocando un embalse excesivo y, posiblemente, hasta el colapso del terraplén. La alineación esviajada requiere una alcantarillas más larga, que se justifica por el mejoramiento en las condiciones hidráulicas y por la seguridad de la carretera (Figura IX.24).

Pendiente. La pendiente ideal para una alcantarilla es aquella que no produzca sedimentación, ni velocidades excesivas y erosión, y que, a su vez, permita la menor longitud de la estructura (Figura IX.25). La capacidad de una alcantarilla con salida libre (no sumergida) no aumenta cuando la pendiente sea mayor que la “pendiente crítica”, puesto que la capacidad esta determinada, en este caso, por el volumen de agua que puede ingresar por la entrada.

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FIGURA IX.24 VARIAS FORMAS DE LOGRAR UNA ALINEACION CORRECTA DE ALCANTARILLAS

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FIGURA IX.25 PENDIENTES APROPIADAS DE LAS ALCANTARILLAS

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Así mismo, la capacidad de una alcantarilla, con pendiente muy reducida, pero con salida sumergida, puede variar según la carga hidráulica; en este caso, la rugosidad interna de la alcantarilla es un factor que debe tenerse en cuenta. Para evitar la sedimentación, la pendiente mínima será 0,5 por ciento.

Además, es conveniente que el fondo de la alcantarilla coincida con el nivel promedio del cauce, aguas arriba y aguas abajo de la estructura; en caso contrario, será necesario proteger la entrada y salida de la alcantarilla. (b) Longitud de la alcantarilla. La longitud necesaria de una alcantarilla dependerá del ancho de la corona de la carretera, de la altura del terraplén, de la pendiente del talud, de la alineación y pendiente de la alcantarilla y del tipo de protección que se utilice en la entrada y salida de la estructura (Figura IX.26). La alcantarilla deberá tener una longitud suficiente para que sus extremos (entrada y salida) no queden obstruidos con sedimentos ni sean cubiertos por el talud del terraplén.

FIGURA IX.26 LONGITUD DE LA ALCANTARILLA

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(c) Velocidad de la corriente. Las alcantarillas por su características, generalmente, incrementan la velocidad del agua con respecto a la de la corriente natural, aunque lo ideal sería que la velocidad en el cauce aguas abajo fuese la misma que tenia antes de construir la alcantarilla. Las altas velocidades en la salida son las más peligrosas y la erosión potencial en ese punto es un aspecto que deberá tenerse en cuenta. Para establecer la necesidad de protección contra la erosión, la velocidad a la entrada y/o salida deben compararse con la máxima velocidad permisible (no erosiva) del material del cauce, inmediatamente aguas arriba y/o aguas abajo de la estructura (Tablas IX.3 y IX.4). Cuando la velocidad de salida resulte muy alta ó el material del cauce es particularmente susceptible a la erosión, podrían requerirse dispositivos para disipar la energía del escurrimiento de salida. Estos dispositivos pueden variar desde un delantal inclinado hasta un tanque de amortiguación. (d) Carga admisible a la entrada. A fin de evitar que el agua sobrepase la corona de la carretera, la altura permisible del remanso (HEP) en la entrada de la alcantarilla se establecerá como el valor menor que resulte de considerar los siguientes criterios: a) disponer de un bordo libre mínimo de 1,00 m, medido desde el nivel de la rasante y b) que no será mayor a 1,2 veces la altura del ducto. (e) Selección del tipo. En la selección del tipo de alcantarilla intervienen la funcionalidad hidráulica y estructural, así como el aspecto económico, y esta relacionada con los siguientes factores: altura del terraplén, forma de la sección del cruce, características del subsuelo, materiales disponibles en la zona y tipificación de las estructuras y sus dimensiones. Para definir el proyecto longitudinal de la subrasante se deberá tener presentar que, tanto tubos como bóvedas, requerirán de un relleno mínimo de protección entre 0,60 m y 1,00 m, por encima de los mismos; en cambio, la losa superior de los cajones puede quedar, en ocasiones, al nivel de la subrasante del camino.

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TABLA IX.3 VELOCIDADES MAXIMAS PERMISIBLES (m/s) PARA

CANALES ESTABLES DE ALINEAMIENTO RECTO Y TIRANTE DE 0.90 m

MATERIAL AGUA LIMPIA AGUA CON LINEAS

COLOIDALESArena fina coloidal 0.46 0.76Marga arenosa no coloidal 0.53 0.76Marga limosa no coloidal 0.61 0.91Limo aluvial no coloidal 0.61 0.107Marge firme ordinaria 0.76 0.107Ceniza volcánica 0.76 0.107Arcilla fuerte no coloidal 0.14 0.152Marga aluvial coloidal 0.114 0.152Esquistos y arcilla compacta 0.183 0.183Arena fina 0.76 0.152Marga graduada a piedra redondeada 0.114 0.152Limo graduado a piedra 0.122 0.168Grava gruesa no coloidal 0.122 0.183Piedras y lajas 0.152 0.168

TABLA IX.4 VELOCIDADES MAXIMAS ADMISIBLES PARA CANAL CON VEGETACION

TUPIDEZ PROMEDIO, ESCALAHERBAJE UNIFORME PENDIENTES SUELOS SUELOSCONSERVACION BUENA RESISTENTES FACILMENTE

PORCENTAJE A LA EROSION EROSIONADOSm/seg m/seg

0 - 5 2.43 1.83Cynodon dactylon 5 - 10 2.13 1.52

Más que 10 1.83 1.22

Buchloë dactyloidesPoa (Kentucky Bluegrass) 0-5 2.13 1.52Bromo liso 5 - 10 1.83 1.22Grama azulada Más que 10 1.52 0.91

Mezclas de pastosb 0 - 5 1.52 1.22 5 - 10 1.22 0.91

Lespedeza serícea

Eragrotis llorónAndropogón furcatus amarilloPueraria thunbergiana 0 - 5c 1.07 0.76AlfalfaDigitaria sanguinalis

Lespedeza comúnb

Sorghum vulgaris sudanensisb 0 - 5c 1.07 0.76

VELOCIDADES ADMISIBLESa

a Del “Handbook of Chanel Design for Soil and Water Conservation” (Manual para el Diseño de Cauces y Conservación del Suelo y el Agua), Dirección para la Conservación del Suelo, SCS – TP – 61, revisión de junio de 1954.

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b Plantas anuales, que se emplean con pendientes suaves o como protección temporaria hasta establecer la cobertura permanente. c No se recomienda su empleo con pendientes con inclinación en exceso de 5 por ciento. En caso de ser necesario, se deberá analizar la conveniencia de modificar el proyecto de subrasante para poder ubicar el tipo de alcantarilla más adecuado. En cuanto, a lo que se refiere, a la forma de la sección en el cruce, en una planicie de inundación, sí es amplia y no bien definida, pueden utilizarse cajones con luces mayores que la altura, ó también, uno o varios tubos; en terrenos de lomas suaves, en los cuales, por lo general, las rasantes son bajas pero los escurrimientos son definidos, se pueden utilizar tubos o cajones; a medida que las secciones se hacen estrechas y profundas, las obras indicadas serán las bóvedas además de los cajones y tubos, dependiendo de la altura del terraplén que quedará sobre estas estructuras. Las características del suelo de cimentación influirán en el costo de la obra, y por tanto en la selección del tipo de alcantarilla, puesto que, en cada caso, el tipo de cimentación requerida tiene costos diferentes. Para suelos de baja capacidad de carga se recomienda utilizar alcantarillas tipo cajón. Los materiales, disponibles en la región, para la construcción de alcantarillas, por razones económicas, tendrán un papel preponderante en la elección del tipo. En las carreteras de corta longitud, se puede presentar el caso de que las cuencas sean semejantes en superficie, pendiente, precipitación, vegetación y características del suelo, que requerirán obras de drenaje del mismo tipo y de casi iguales dimensiones. En estos casos, es conveniente la tipificación y, aunque del estudio resulten una o varias obras con tipo y dimensiones diferentes, en la selección definitiva conviene, en lo posible, unificar estas características. Tomando en cuenta los factores antes mencionados, se seleccionarán las alcantarillas más adecuadas, pero en el caso de

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disponer de dos o más alternativas de solución, se elegirá el tipo que resulte más económico. 4.6 Análisis Hidrológico En el análisis hidrológico de las áreas de drenaje intervienen fundamentalmente los dos componentes del ciclo: precipitación y escurrimiento. Con base en los registros de mediciones efectuadas, es posible establecer la relación que existe entre ambos, considerando las mediciones directas factibles de obtener, la estimación de condiciones que no son posibles de medir directamente y la predicción de la probable ocurrencia de eventos dentro de un lapso especificado; a éstas quedarán supeditadas las condiciones de diseño de la estructura. Existen varios métodos para valuar los caudales de diseño que pueden ser: (a) Empíricos. Que se emplean para tener una idea preliminar sobre el caudal de diseño, o bien cuando no se conocen las características de la precipitación en la zona correspondiente a la cuenca en estudio; los métodos más comunes son Creager y Lowry. (b) Semi-empíricos. Estos métodos son similares a los anteriores, pero hacen intervenir a la intensidad de la lluvia en la relación funcional que define el caudal de diseño. Estos métodos se basan en el conocimiento del ciclo hidrológico y difieren de otros en el mayor ó menor detalle con que se toman los factores que intervienen en dicho ciclo. Los métodos más usados son el Racional y el de Ven Te Chow. (c) Estadísticos. Son de gran utilidad en sitios en que se cuenta con un buen registro de caudales ocurridos. Se basan en suponer que los caudales máximos anuales aforados en una cuenca, son muestra aleatoria de una población de caudales máximos. Difieren entre ellos en la forma de la función de distribución de probabilidades que suponen tiene la población.

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(d) Modelos matemáticos Existen actualmente una serie de modelos matemáticos de gran utilidad que requieren datos extensos y completos los cuales son difíciles de obtener. No obstante, todos las limitaciones que puedan presentarse, se recomienda su utilización, debiendo tener cuidado de la información que se ingresa y de la interpretación de los resultados 4.7 Diseño Hidráulico El análisis hidráulico de una estructura de drenaje se basa en la aplicación de los principios básicos de la hidráulica y en sus ecuaciones fundamentales de continuidad, energía y cantidad de movimiento. Estos principios y ecuaciones son igualmente válidos en conducciones forzadas o a superficie libre; sin embargo, en este último caso, es necesario considerar, además, las condiciones inherentes al flujo, debido a que el tirante de la sección tiene la libertad de variar su magnitud de acuerdo con las características geométricas é hidráulicas a lo largo de la conducción. Las alcantarillas que trabajan a sección total o parcialmente llena, con presiones nulas se clasifican como canales y tienen todas las características de los mismos; por el contrario, cuando las alcantarillas trabajan a presión se analizan como conductos cerrados. Por lo tanto, desde el punto de vista hidráulico es importante establecer si la alcantarilla trabajará o nó a presión, para poder estimar sus dimensiones. (a) Escurrimiento en alcantarillas El flujo en una alcantarilla se manifiesta por formas típicas de escurrimiento: 1) con control de entrada y 2) con control de salida. Para cada tipo de control se aplican diferentes factores y fórmulas hidráulicas en la determinación de la capacidad de la alcantarilla. En las obras con control de entrada, tienen importancia primordial: la sección transversal del ducto, la geometría de la entrada, y la profundidad del agua a la entrada o altura de remanso. En las obras con control de salida, se debe tener en cuenta , además, el nivel del agua en el cauce a la salida de la alcantarilla, así como también la pendiente, rugosidad y longitud del ducto.(Figuras IX..27 y IX..28).

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(b) Parámetros de diseño El cálculo dimensional de una alcantarilla se efectuará con base al caudal máximo de diseño, a la pendiente establecida y a la verificación de la velocidad máxima y/o el remanso en la entrada. La determinación de los parámetros hidrológicos de diseño, para la aplicación de los métodos sugeridos, puede hacerse siguiendo las siguientes recomendaciones: Area de drenaje.

El área de drenaje se puede determinar en las cartas topográficas del IGM (escala 1:25.000), ó en fotografías aéreas, y se considerará como la superficie en proyección horizontal limitada por el parte-aguas. Esta área se calculará por cualquier método y se expresará en hectáreas o en kilómetros cuadrados.

Intensidades.

Se determinarán las intensidades de precipitación y se relacionarán con su frecuencia y duración. Aunque la información hidrológica disponible no es suficiente, el INAMHI publica, periódicamente, análisis estadísticos de intensidades que permite calcular, por medio de las ecuaciones pluviométricas, la relación intensidad-frecuencia-duración, para cada una de las denominadas “zonas de intensidades” en que esta dividido el país (Anexo 4-A).

Período de retorno.

De acuerdo al tipo de carretera, se asignan los siguientes períodos de retorno: (1) Para carreteras arteriales, será no menor a 200 años; (2) para carreteras colectoras, será no menor a 150 años; (3) Para carreteras vecinales, será no menor de 100 años.

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FIGURA IX.27 ESCURRIMIENTO CON CONTROL DE ENTRADA

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FIGURA IX.28 ESCURRIMIENTO CON CONTROL DE SALIDA

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Tiempo de concentración. Debido a la limitada información existente se recomienda tomar el tiempo de duración de la lluvia igual al tiempo de concentración, considerando que en ese lapso se produce la mayor aportación de la cuenca al cauce. Para el cálculo del tiempo de concentración existen varias expresiones empíricas, siendo la más utilizada la fórmula de Rowe (Ecuación IX.6).

tC = 0,0195 ( L3 / H )0.385 (Ec. IX.6)

Donde: tC = El tiempo de concentración, en min. L = El longitud del cauce principal, en m. H = El desnivel entre el extremo de la cuenca y el punto de descarga, en m.

Precipitación máxima en 24 horas.

La precipitación máxima en 24 horas se obtendrá de los registros de las estaciones pluviométricas más cercana a la zona del proyecto, cuando no se disponen de tales datos se podría recurrir al mapa de isolíneas del INAHMI, en correlación con la zonificación con la que han sido determinadas las ecuaciones (Anexo 4-A).

Coeficiente de escorrentia. Este coeficiente establece la relación que existe entre la cantidad total de lluvia que se precipita y la que escurre superficialmente; su valor dependerá de varios factores: permeabilidad del suelo, morfología de la cuenca, pendiente longitudinales y cobertura vegetal (Tabla IX.5).

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TABLA IX.5 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA “C” Notas:

COBERTURA VEGETAL TIPO SUELO PRONUNCIADA ALTA MEDIA SUAVE DESPECIABLE

IMPERMEABLE 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60SIN VEGETACION SEMIPERMEABLE 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50

PERMEABLE 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30IMPERMEABLE 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50

CULTIVOS SEMIPERMEABLE 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40PERMEABLE 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20

PASTOS VEGETACION IMPERMEABLE 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45LIGERA SEMIPERMEABLE 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35

PERMEABLE 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15IMPERMEABLE 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40

HIERBA, GRAMA SEMIPERMEABLE 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30PERMEABLE 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10

BOSQUES DENSA IMPERMEABLE 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35VEGETACION SEMIPERMEABLE 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25

PERMEABLE 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05

50% 20% 5% 1%

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA CPENDIENTE DEL TERRENO

Para zonas que se espera puedan ser quemada se deben aumentar los coeficientes así: Cultivos: multiplicar por 1,10; Hierba, Pastos y vegetación ligera. Bosques y densa vegetación: multiplicar por 1,30. (c) Caudal de diseño. El cálculo del caudal de diseño, para un periodo de retorno establecido, dependerá de la información hidrológica disponible, de la importancia de la estructura que se diseña y del servicio de drenaje que prestará. Alcantarillas para drenaje de cuencas pequeñas definidas. Un método adecuado y ampliamente utilizado para estimar el caudal máximo en cuencas pequeñas, que no excedan a 400 Ha, es el denominado “Método Racional” que permite determinar el caudal en función de los datos de precipitación pluvial en el lugar, del área de la cuenca, de la topografía y del tipo de suelo. El método se expresa por la Ecuación IX.7: Q = (c) ( I ) (A) (Ec. IX.7)

360 donde: Q = El c audal máximo probable, en m3/seg. c = El coeficiente de escorrentía, (Tabla 4.18). I = La intensidad de la precipitación, en mm/h, para una

duración igual al tiempo de concentración. A = El área de la cuenca, en Ha.

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La intensidad de la lluvia esta referida al valor medio y al tiempo de duración de la misma. Cuando se cuenta con registros completos tomados en una estación, es posible disponer de mediciones de intensidades de lluvia y de su duración; pero, en ocasiones, no es posible disponer de esta información, siendo necesario efectuar extrapolaciones de los datos obtenidos, desde una estación a otra, inmediatamente cercana, donde no existen. En este caso, podrían considerarse bastante representativos los datos determinados de esta manera, sin que esto represente una regla general. Alcantarillas para el drenaje de carreteras paralelas a un río, ubicadas en planicies o sabanas de inundación El método más adecuado para estimar el caudal máximo, en estas condiciones, es el denominado “Método de Manning” que depende de la sección y de la pendiente. (A) (R)2/3 (S)1/2 Q = (Ec. IX.8) n Donde: Q = El caudal máximo probable, en m3/seg. n = El coeficiente de rugosidad (Tabla IX.6) R = El radio hidráulico, en m. S = La pendiente de la planicie, en m/m

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TABLA IX.6 COEFICIENTE DE RUGOCIDAD “n”

DESCRIPCION "n"TUBOS DE HORMIGON 0.012Tubos de metal corrugado o tubos en arco:a) Simple o revestido 0.024b) Solera pavimentada 0.019Tubo de arcilla vitrificada 0.012Tubo de hierro fundido 0.013Alcantarilla de ladrillo 0.015Pavimento asfáltico 0.015Pavimento de hormigón 0.014Parterre de césped 0.05Tierra 0.02Grava 0.02Roca 0.035Areas cultivadas 0.03-0.05Matorrales espesos 0.07-0.14Bosques espesos-poca maleza 0.10-0.15Cursos de aguaa) Algo de hierba y maleza-poco o nada de matorrales 0.03-0.035b) Maleza densa 0.035-0.05c) Algo de maleza-matorrales espesos a los costados 0.05-0.07

Debe tenerse presente que, en este caso, las obras de drenaje se diseñarán, en número suficiente, para permitir el paso franco del agua hacia ambos lados de la carretera, de manera que las inundaciones que ocurran resulten semejantes a las producidas antes de la construcción de la vía. Cuando termine la creciente (avenida), la dirección del flujo se invertirá bajo la estructura, lo que permitirá el retorno del agua de la planicie hacia el cauce principal, incluyendo el aporte debido a la lluvia local. En caso contrario, se diseñará la obra básica de la carretera como bordo longitudinal de defensa contra inundaciones, debiendo tener en cuenta los siguientes aspectos: - La elevación de la rasante de la carretera deberá ser tal que el

agua no sobrepase a la misma y considerando, además, que las inundaciones pueden trasladarse hacia aguas abajo o hacia la orilla opuesta, pudiendo producir mayores daños.

301

- El trazado de la carretera deberá corregirse para que las poblaciones queden ubicadas del lado externo de la carretera y por tanto protegidas contra las inundaciones.

- Se deberá diseñar el drenaje que requieran los terrenos protegidos por la carretera.

- La obra básica deberá diseñarse para que la carretera trabaje como bordo, es decir impermeable.

- El inicio y el final de la obra básica del tramo deberán localizarse en terrenos altos.

Alcantarillas para drenaje de cunetas. El caudal máximo se determinará por la sumatoria de los volúmenes de escurrimiento de las cunetas, estimados para un período de retorno especificado. 4.8 Procedimiento de Diseño. El diseño puede realizarse aplicando procesos analíticos o utilizando los nomogramas preparados por el U.S. Bureau of Public Roads (Anexo 4-C), que simplifican el calculo y permiten establecer las condiciones de funcionamiento hidráulico de la alcantarilla. El proceso de diseño se puede simplificar más mediante el uso de programas de Computación que permiten establecer alternativas de solución para las condiciones de funcionamiento establecidas. Cualquiera que sea el procedimiento de diseño que se aplique se deben tener en cuenta las siguientes variables: Q = Caudal de diseño (m/seg) B = Ancho para secciones rectangulares (m) D = Diámetro o altura, según el tipo de alcantarilla (m) S0 = Pendiente del fondo. HEP = Tirante de agua permisible en la entrada (m). CE = Coeficiente de pérdida de carga por la entrada, (Anexo 4-B). L = Longitud de la alcantarilla (m). n = Coeficiente de Manning. HS = Tirante de agua en la salida (m) Secuencia (a) Se determinarán el caudal de diseño, Qdis, (m3/s); longitud

aproximada de la alcantarilla (m); la pendiente de la

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alcantarilla (s), en m/m; la carga permisible a la entrada, HEP, (m); la velocidad media y máxima de la corriente (m/s); en primera tentativa, selección del tipo de alcantarilla, material y forma de la sección transversal del ducto y tipo de entrada.

(b) Se establecerá en primera tentativa, las dimensiones de la

sección del ducto. En zonas de terrenos erosionables, para la determinación de las dimensiones del ducto, debe tomarse en cuenta el arrastre de materiales sólidos que puede transportar la corriente y evitar que estos se acumulen en la entrada de la alcantarilla y terminen por taponarla.

(c) Se determinará la altura del remanso de entrada para las

dimensiones, tentativas, de la alcantarilla, considerando el escurrimiento con control de entrada y/o con control de salida.

(d) Se compararán las cargas (HE) obtenidas (controles de entrada

y salida respectivamente). El valor prevaleciente será el mayor de ambos é indicará cual es el control que rige para las dimensiones de la sección tentativa elegidas en las condiciones establecidas. Si la carga (HE) es mayor que la carga permisible (HEP), se efectuará una nueva tentativa con dimensiones mayores y se calculará nuevamente HE, considerando el escurrimiento con el control establecido.

(e) Se determinará las dimensiones y la carga a la entrada (HE)

para otros tipos y formas de alcantarillas, por el procedimiento descrito.

(f) Se calcularán las velocidades de salida para los diversos tipos

y dimensiones de las alcantarilla consideradas, y se analizará si se requiere protección contra la erosión en el cauce aguas abajo.

(g) Se seleccionará la alcantarilla, considerando, el tipo y forma de ésta, los problemas constructivos, localización y relleno sobre la alcantarilla, la altura requerida del remanso, la velocidad de salida del agua y el costo de la obra.

4.9 Protección de Entrada y Salida La funcionalidad de una alcantarilla de cualquier tipo, se puede mejorar mediante una estructura de transición, a la entrada y salida

303

del ducto que estará formada por muros de ala que son, al mismo tiempo, muros de contención de tierra y guías para encauzar el agua, que transforma gradualmente su régimen: del que tenía en el terreno natural, al del interior y, otra vez, al del terreno natural. Estos muros de ala son divergentes, con un ángulo de aproximadamente 45 grados, respecto al eje longitudinal de la alcantarilla, arrancan del mismo nivel de la losa o de la parte superior del muro cabezal y descienden con talud 1.5 :1 hasta tener una altura entre 0.30 m á 0.85 m, en su parte más alejada. En caso de utilizar tubos se diseñarán, además muros cabezales paralelos al eje de la carretera. La longitud de los mismos cabezales y de los muros de ala deberá ser tal que el derrame del material proveniente del talud de la vía no obstruya el cauce de la corriente y además, teniendo presente que los extremos de los muros de ala quedarán equidistantes del cauce de drenaje natural (Figura IX.29). La alcantarilla, propiamente dicha, se considerará que empieza en la parte más alejada de los muros de ala y es donde se inicia la variación del régimen hidráulico natural; por esta razón, en el espacio comprendido entre los muros de ala (a la entrada y salida de la alcantarilla )deberá construirse una losa de hormigón armado apoyada sobre el terreno natural, cuyo nivel coincidirá con el nivel del ducto; en el caso de alcantarillas de cajón se puede prolongar la losa inferior. Debajo del borde exterior de la losa de hormigón de la entrada y salida, se diseñará un dentellón de hormigón, su altura será no menor de 0,60m, medida desde la cara inferior de la losa. Delante del dentellón se colocará un enrocamiento protegido con geotextil, que tendrá las siguientes dimensiones mínimas: ancho 3.00m, y longitud, la medida comprendida entre los extremos de los muros de ala. (Figura IX.30). La longitud, tamaño, peso de las piedras, así como, el espesor de la capa del enrocamiento, serán función de la velocidad de salida del agua, y en ningún caso se colocarán menos de dos capas (Tabla IX.7).

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TABLA IX.7 PROTECCION CONTRA LA SOCAVACION LOCAL

SEGÚN J. A. MAZA (1977) “DRENAJE EN CAUCES NATURALES” Mínimo diámetro en cm. de las piedras de protección de enrocado,

en función del peso específico y la velocidad del flujo, para un tirante de flujo igual a 1 metro.

VELOCIDADV1 (m/s) 1600 1800 2000 2200 2400

1 8 8 7 6 61.3 15 113 112 11 102 18 16 13 13 12

2.5 27 24 21 19 183 38 34 31 28 26

3.5 53 46 42 38 354 68 60 54 50 46

4.5 86 77 69 63 585 85 77 70

PESO ESPECIFICO DEL MATERIAL(kg/m3)

NOTA: Si el tirante difiere de 1.00 metro, V=V1*HA, donde A = 1/(2+H). Si V y H son conocidos, V1 puede ser determinado y este valor es usado en la tabla para determinar el diámetro de las rocas.

4.10 Formas de la Entrada y Salida Las entradas sirven para proteger el terraplén y sí se diseñan adecuadamente puedan mejorar las condiciones de funcionamiento de la alcantarilla, por lo que resulta conveniente que éstas, en la entrada, tenga bordes afilados o redondeados.

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FIGURA IX.29 CABEZAL Y MUROS DE ALA PARA ALCANTARILLA CIRCULAR

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FIGURA IX.30 DETALLES DE PROTECCION DE UNA ALCANTARILLA

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En la entrada de alcantarillas circulares es conveniente construir muros de cabeza (cabezales) que aumentan la eficiencia y ayudan a retener el talud del terraplén y complementados con muros de ala que servirán para encauzar el agua hacia la alcantarilla. Con condiciones de control en la entrada, el alabeo de la misma, aumenta la capacidad de la alcantarilla, lo que permite trabajar para un caudal dado con una carga menor. Los mejores resultados se obtienen alabeando la entrada de una alcantarilla de cajón, en una distancia igual a cuatro veces el rebaje vertical del ducto (Figura IX.31). La entrada de las alcantarillas circulares deberá redondearse con radio de 0.15D. Cuando se construyen entradas con pendientes del perfil igual a la del talud del terraplén, se reduce la posibilidad de trabajar a flujo lleno, en caso de la entrada esta sumergida.

FIGURA IX.31 ENTRADA ALABEADA O ACAMPANADA

PARA ALCANTARILLA RECTANGULAR

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5. PUENTES. 5.1. Definición. Para efecto del diseño hidráulico, se considera como puente a la estructura que se construirá en una vía terrestre de comunicación, para cruzar un curso de agua (río, estero, arroyo, estuario, pantano, brazo de mar, etc.). En forma convencional se considerará que las obras de drenaje que tienen una luz mayor a 6,00 metros se clasificarán como puentes. 5.2. Condiciones hidráulicas. Las condiciones hidráulicas intervienen en la definición de las siguientes características de un puente: a) Localización del sitio de implantación. b) Longitud total de la obra. c) Longitud de las luces. d) Altura de la rasante. e) Ubicación, profundidad y tipo de cimentación. f) Obras de protección y/o auxiliares. g) Obras en el cauce. Para el efecto, es necesario realizar estudios topográficos é hidráulicos, de cada uno de los posibles sitios de cruce, que aporten información fidedigna sobre los siguientes aspectos: a) Levantamiento de la planta general de la zona. b) Levantamiento de la planta detallada, perfil y sección del cruce.

c) Nivel, velocidad máxima y caudal del agua durante las crecientes máximas.

d) Nivela y caudal del agua, en estiaje. e) Perfil probable de socavación general durante las crecientes

máximas.

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Se deben establecer los siguientes niveles de agua:

a) Nivel de aguas máximas extraordinarias (NAME), que corresponde con el período de retorno de diseño.

b) Nivel de aguas máximas ordinarias (NAMO), que corresponde con el período de retorno de mayor frecuencia.

c) Nivel de aguas mínimas (NAMIN), que corresponde con el período de estiaje.

Estos niveles deben determinarse ó, por lo menos verificarse por métodos hidrológicos de carácter probabilístico que consideren los regímenes aleatorios de un río. Para aplicar estos métodos, se debe disponer de la información estadística, suficientemente amplia, para que los resultados sean confiables. 5.3. Localización del sitio de implantación. El puente debe considerarse como parte integrante del camino. La localización debe quedar supeditada al trazado (horizontal y vertical) del camino; estos alineamientos se obtienen de conciliar las necesidades geométricas de operación con las restricciones económicas, así como las necesidades de paso por sitios obligados. De esta manera, el puente puede quedar orientado, respecto a la corriente, en tres posibles posiciones: normal, esvijado y en curva horizontal. Debe evitarse introducir curvas forzadas en el trazado del camino con el objeto de implantar al puente en una posición normal a la corriente. Así mismo, cuando se disponga de un sitio de implantación bien definido, se debe evitar modificar el río para lograr que el puente se ubique normal a la corriente. Los apoyos del puente (estribos y pilas) deben orientarse en la dirección de la corriente para presentar la menor obstrucción posible al paso del agua y reducir el riesgo de la socavación. En el caso de ríos con dirección indefinida o de puentes que se ubiquen cercanos a la confluencia de dos corrientes, se recomienda el uso de pilas con sección circular. Debe evitarse localizar el puente en la cercanía de una curva del río; puesto que, en el lado exterior de la curva podrían presentarse problemas de erosión y, en el lado interior de depositación; también, se debe procurar que el sitio

310

de implantación quede alejado de saltos o cascadas, puesto que en estos el fondo del cauce suele ser inestable y pueden peligrar la estabilidad de los cimientos. Es conveniente que el sitio de implantación se localice en un tramo recto del ría, con cauce bien definido y de preferencia en un estrechamiento para tener la menor longitud de puente En lo posible, se debe evitar que el trazado, de los accesos al puente, sea paralelo al cauce del río, ya que la corriente durante las crecientes pueden erosionar los taludes con el consiguiente riesgo de que se produzca la rotura de una sección de la carretera. Cuando se considere conveniente, por razones técnico-económicas (topográficas, geotécnicas, hidráulicas, estructurales ó económicas), modificar el trazado del camino en la zona inmediata al sitio de implantación del puente, será necesario estudiar varias alternativas de sitio probable de cruce. 5.4. Selección de la longitud total. La longitud óptima del puente, desde el punto de vista hidráulico, será la que cubra toda la amplitud de la lámina de agua correspondiente al nivel de aguas máximas extraordinarias (NAME). En el caso de cauces encajonados ó en cruces sobre canales artificiales, esta solución es la única posible. Sin embargo, la mayoría de los ríos presentan un cauce principal y una llanura de inundación en la zona de las márgenes que se cubre de agua, solamente, en crecientes extraordinarias. Para definir la longitud debe aplicarse el Teorema de Bernoulli, referente al flujo de agua en un conducto se sección variable, mediante el cual se puede calcular el remanso o la sobrelevación que se produce antes de llegar del sitio de cruce, por efecto que causa la obstrucción de la obra; siendo posible, además, valuar el incremento de velocidad. En el caso que la sección del cruce este formada por un solo tramo hidráulico (“n” de Manning constante) el cálculo de la velocidad del agua bajo el puente y 11el de la sobrelevación son inmediatos; en el caso contrario se debe proceder por tanteos.

311

5.5. Selección de la longitud de las luces (distancia entre apoyos). La longitud óptima de las luces de un puente (distancia entre apoyos) dependen de los siguientes factores:

a) Ubicación conveniente de los apoyos, de conformidad con las condiciones topográficas, hidráulicas, geotécnicas y constructivas.

b) Dimensiones suficientes para permitir el paso de los cuerpos flotantes mayores que arrastre el río, durante las crecientes.

c) En caso de ríos navegables, la longitud óptima de la luz principal del puente debe cubrir , por lo menos, el ancho del canal de navegación; tomando en cuenta, además, el gálibo exigido.

5.6. Determinación de la rasante mínima. La rasante mínima del puente se obtiene con la suma de los siguientes valores: a) gálibo del puente y b) espesor de la superestructura del puente. En todos los casos se puede tomar la rasante impuesta por el proyecto del camino, cuando es mayor que la mínima; de lo contrario se adopta la rasante mínima y se modifica ;a rasante de los accesos. En puentes de carreteras principales, es conveniente comparar las soluciones alternativas de rasante, incluyendo los costos del puente y del camino, así como la construcción y operación. Dependiendo del tipo é importancia del camino, la pendiente longitudinal no podrá ser mayor del 7%. 5.7. Determinación del gálibo del puente. El gálibo mínimo es el espacio medido, en sentido vertical, entre el nivel de aguas máximas extraordinarias y la cara inferior de la superestructura del puente; se obtiene por la suma de los siguientes valores: 1) Sobrelevación debida al estrechamiento del cauce por la estructura

del puente, se admite 40 cm como máximo. 2) Espacio libre vertical, con las siguientes consideraciones: a)

garantizar el paso de los cuerpos flotantes que arrastre la corriente; estimándose, según las condiciones hidráulicas del río, 1.00 m. como mínimo; b) tomar en cuenta el grado de incertidumbre que puede haber en la estimación del nivel de aguas máximas extraordinarias.

312

5.8. Período de retorno de diseño. Se considerará que los caudales de diseño y sus correspondientes niveles de agua, deben establecerse para un determinado período de retorno, según el tipo de carretera.

a) Caminos vecinales: 50 - 100 años. b) Carreteras colectoras (secundarias) con tráfico constante:100-250

años. c) Carreteras de la red vial principal con tráfico intenso: 200 - 1000

años d) Vados, según su importancia: 25 - 100 años.

313

ANEXO 4-A. CURVAS Y ECUACIONES PLUVIOMETRICAS Son las curvas que relacionan la intensidad, frecuencia y duración de las precipitaciones pluviales y están expresadas por su respectiva ecuación. La ecuación pluviométrica de una localidad se la expresa por la fórmula general: (A1 . 1) ntai = Donde:

i = intensidad de la precipitación pluvial, en milímetros por hora. a = constante para cada localidad. t = tiempo de duración de la precipitación, expresado en minutos. n = exponente para cada localidad.

Una ecuación pluviométrica se determina de la siguiente manera:

1. Los datos del Instituto Nacional de Metereología e Hidrología que indican la cantidad de lluvia, en milímetros, recogida por el pluviómetro durante diversos períodos de duración (t), expresados en minutos, se multiplican por el factor (60/t), obteniéndose así la intensidad para cada período, en milímetros por hora, lo cual es inversamente proporcional al tiempo de duración del aguacero.

2. Los valores máximos de las intensidades de precipitación pluvial durante un lapso de 5 a 10 años, se tabulan juntamente con los diferentes tiempos de duración (t)

4-A-1

Las ecuaciones pluviométricas correspondientes a las 32 zonas meteorológicas del País (ver plano adjunto de zonificación de intensidades) que se utilizarán, son las que periódicamente publica el INAMHI, para diferentes períodos de retorno, siendo 5 años el mínimo que debe considerarse para pronósticos pluviales en materia de drenaje de carreteras.

4-A-2

4-A-3

ANEXO 4-B COEFICIENTE DE CARGA EN LA ENTRADA DE

ALCANTARILLAS

4-B-1

ANEXO 4-C

NOMOGRAMA PARA EL DISEÑO DE ALCANTARILLAS

FIGURA 4-C.1 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE

CAJON DE CONTROL DE ENTRADA

4-C-1

FIGURA 4-C.2 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE CAJON

4-C-2

FIGURA 4-C.3 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS DE CONCRETO CON CONTROL DE ENTRADA

4-C-3

FIGURA 4-C.4 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS OVALADOS DE CONCRETO (EJE MAYOR HORIZONTAL) CON

CONTROL DE ENTRADA

4-C-4

FIGURA 4-C.5 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS OVALADOS DE HORMIGON (EJE MAYOR VERTICAL) CON

CONTROL DE ENTRADA

4-C-5

FIGURA 4-C.6 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS CIRCULARES DE METAL CORRUGADO, CON CONTROL DE

ENTRADA

4-C-6

FIGURA 4-C.7 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS ABOVEDADOS DE METAL CORRUGADO, CON CONTROL DE

ENTRADA

4-C-7

FIGURA 4-C.8 ALTURA A LA ENTRADA PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS CIRCULARES DE ENTRADA ABOCINADA CON CONTROL DE

ENTRADA

4-C-8

FIGURA 4-C.9 ALTURA DE CARGA (H) PARA ALCANTARILLAS DE

CAJON, CON ESCURRIMIENTO LLENO n = 0.012

4-C-9

FIGURA 4-C.10 ALTURA DE CARGA (H) PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS CIRCULARES DE HORMIGON CON ESCURRIMIENTO CON

ESCURRIMIENTO LLENO. n = 0.012

4-C-10

FIGURA 4-C.11 ALTURA DE CARGA (H) PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS OVALADOS DE HORMIGON CON EJE MAYOR HORIZONTAL O

VERTICAL, CON ESCURRIMIENTO LLENO n = 0.012

4-C-11

FIGURA 4-C.12 ALTURA DE CARGA (H) PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS CIRCULARES ESTANDAR DE METAL CORRUGADO, CON

ESCURRIMIENTO LLENO n = 0.024

4-C-12

FIGURA 4-C.13 ALTURA DE CARGA (H) PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS ABOVEDADOS ESTANDAR DE METAL CORRUGADO, CON

ESCURRIMIENTO LLENO n = 0.024

4-C-13

FIGURA 4-C.14 ALTURA DE CARGA (H) PARA ALCANTARILLAS DE

TUBOS CIRCULARES DE LAMINAS DE METAL CORRUGADO, CON

ESCURRIMIENTO LLENO n = 0.0328 a 0.0302

4-C-14

FIGURA 4-C.15 ALTURA DE CARGA (H) PARA ALCANTARILLAS DE TUBOS

ABOVEDADOS DE LAMINAS DE METAL CORRUGADO, CON RADIOS

LATERALES DE 0.46 m, Y ESCURRIMIENTO LLENO n = 0.0327 a 0.0306

4-C-15

FIGURA 4-C.16 PROFUNDIDAD CRITICA SECCION RECTANGULAR

4-C-16

ANEXO 4-D SOCAVACIONES

4.1 Cálculo de Socavación general

Para el cálculo de la socavación general se presentarán dos de los

métodos más utilizados, debiendo ser uno de ellos método de

Lischtvan-Levediev, además debe señalarse, que actualmente

existen modelos matemáticos morfológicos que permiten establecer

los posibles cambios en el cauce del río para ciertas condiciones de

funcionamiento y cuyo uso se recomienda, no obstante las

limitaciones que pudieran tener derivadas de la dimensionalidad del

modelo. Por lo general, estos modelos requieren de mucha

información de no muy fácil obtención, lo cual puede limitar su uso

y aplicabilidad.

4.2 Método de Lischtvan-Levediev

El cálculo de socavación general, también, se puede determinar con

el criterio propuesto por Lischtvan-Levediev. Este método, que

incluye la socavación por reducción del ancho del río por efecto de

las pilas, se fundamenta en la condición de equilibrio entre la

velocidad real media del flujo (Vr) y la velocidad media del flujo

(Ve) que se requiere para iniciar el movimiento de las partículas del

cauce. Para su aplicación se debe considerar: (1)el tipo de río con

cauce definido o nó, (2) el tipo de material del fondo, cohesivo o

friccionante y (3) la estratigrafía del subsuelo, bajo, la sección en

estudio, homogénea o heterogénea.

(a) Cauces definidos con suelos cohesivos y distribución

homogénea.

4-D-1

Para este caso la condición de equilibrio es:

Ve = Vr (Ec. 4.1)

Donde:

Vr = la velocidad real media del flujo; y

Ve = la velocidad media del flujo que se requiere para iniciar el

movimiento de las partículas del cauce del río.

La profundidad del agua después de la socavación se estima de la

siguiente manera:

Mediante la ecuación 4.2 se calcula el valor de

Qd α = ---------------- (Ec. 4.2) Hm

5/3 Be µ

Y luego:

α Ho5/3 1 / ( 1 + X )

Hs = -------------------- (Ec. 4.3) 0.60 β γs

1.18

Donde:

Qd = Caudal de diseño , en m3/seg.

Hm = Tirante medio de la sección y se obtiene dividiendo el área

efectiva para Be, en m.

Ho = Tirante en un punto cualquiera, en m.

4-D-2

Hs = Profundidad del agua luego de la socavación, en m.

Be = Ancho efectivo de la superficie libre que es igual al ancho

total menos ancho de las pilas, en m .

µ = Coeficiente de contracción (Tabla 4.7)

β = Coeficiente de flujo que depende del período de retorno de la

avenida (Tabla 4.8).

γs = Peso volumétrico del material seco, a la profundidad Hs, en

Ton/m3

x = Exponente variable, en función de “γs” (Tabla 4.9)

(b) Cauces definidos con suelos friccionantes y distribución

homogénea.

Para este caso la condición de equilibrio es:

Ve = Vr (Ec. 4.4)

Donde:

Vr = Velocidad real media del flujo en m/s

Ve = Velocidad media del flujo que se requiere para iniciar el

movimiento de las partículas del cauce del río, en m/s.

La profundidad del agua después de la socavación se estima de la

siguiente manera:

Qd

α = ------------------------------ (Ec. 4.5) (Ho) 5/3 (Dm) 0.28 (µ )

4-D-3

α Ho5/3 1 / ( 1 + X )

Hs = ---------------- (Ec. 4.6) 0.68 Dm

0.28 β Donde:

Qd = Caudal de diseño, en m3/s.

Hm = Tirante medio de la sección del cruce, en m., se lo determina

dividiendo el área hidráulica efectiva entre el ancho efectivo

(Be).

Ho = Tirante en un punto cualquiera de la sección, en m.

Hs = Profundidad del agua después de la socavación, en m.

Be = Ancho efectivo de la superficie libre que es igual al ancho

total menos ancho de las pilas, en m.

µ = Coeficiente de contracción (Tabla 4.7)

β = Coeficiente de flujo que depende del período de retorno de

la avenida (Tabla 4.8)

Dm = Diámetro medio de los granos del fondo, en mm.

x = Exponente variable, función de “Dm” (Tabla 4.9)

TABLA 4.7 COEFICIENTE DE CONTRACION µ

VELOCIDAD MEDIA EN

SECCION CRUCEm/seg 10 13 16 18 21 25 30 42 52 63 106 124 200<1.0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.001.0 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.001.5 0.94 0.96 0.97 0.97 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 1.002.0 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.002.5 0.90 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 1.003.0 0.89 0.91 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 0.993.5 0.87 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.994.0 0.85 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99

LONGITUD LIBRE ENTRE DOS PILAS (CLARO, EN m

4-D-4

TABLA 4.8 COEFICIENTE β

PERIODO RETORNO COEFICIENTE EN AÑOS β

1 0.772 0.85 0.810 0.920 0.9450 0.97

100 1.00500 1.051000 1.07

26

TABLA 4.9 VALORES DE X y 1/(1+X)

(c) Cauces definidos y suelos con distribución heterogénea. 0.4 0.69 1.6 0.31 0.7 8.00 0.35 0.74 450 0.220.4 0.70 1.7 0.30 0.7 10.00 0.34 0.75 570 0.21

Los suelos heterogéneos son aquellos constituidos por dos o más

materiales diferentes, formados por capas ó estratos.

0. 0 1. 0 0. 15 0 0 7 0.20 0.

0. 0 2. 0 0. 25 0 0

γs x 1/(1+x) γs x 1/(1+x) Dm(mm) x 1/(1+x) Dm(mm) x 1/(1+x)0.80 0.52 0.66 1.20 0.39 0.72 0.05 0.43 0.70 40 0.30 0.770.83 0.51 0.66 1.24 0.38 0.72 0.15 0.42 0.70 60 0.29 0.780.86 0.50 0.67 1.28 0.37 0.73 0.50 0.41 0.71 90 0.28 0.780.88 0.49 0.67 1.34 0.36 0.74 1.00 0.40 0.71 140 0.27 0.790.90 0.48 0.68 1.40 0.35 0.74 1.50 0.39 0.72 190 0.26 0.790.93 0.47 0.68 1.46 0.34 0.75 2.50 0.38 0.72 250 0.25 0.800.96 0.46 0.68 1.52 0.33 0.75 4.00 0.37 0.73 310 0.24 0.810.98 0.45 0.69 1.58 0.32 0.76 6.00 0.36 0.74 370 0.23 0.811.00 4 4 6 0.821.04 3 1 7 0.831.08 42 .70 80 .29 78 .00 .33 .75 50 831.12 0.41 0.71 1.89 0.28 0.78 20.00 0.32 0.76 1000 0.19 0.841.16 40 .71 00 .27 79 .00 .31 .76

SUELOS FRICCIONANTESSUELOS COHESIVOS

La determinación de la socavación general o profundidad de

equilibrio, se puede realizar a base de tanteos ó mediante un método

semigráfico.

En el método por tanteos, conociendo la estratigrafía del subsuelo

bajo una sección vertical, se selecciona el estrato superior y de

4-D-5

acuerdo con las características del mismo, se aplica la fórmula

adecuada, según se trate de suelos cohesivos ó friccionantes. Si la

profundidad total calculada (Hs) se localiza bajo el límite inferior

del estrato seleccionado, se requerirá repetir el tanteo con el

segundo estrato, aplicando la fórmula correspondiente, según el tipo

de suelo. En el tanteo en que la profundidad calculada (Hs) se

ubique en el estrato considerado, se habrá obtenido la profundidad

de socavación buscada.

Este procedimiento se repite en verticales seleccionadas en la

sección transversal del sitio de cruce. La unión de los puntos

proporcionará el perfil probable de socavación.

En el método semigráfico se considera una sección vertical cuyo

perfil estratigráfico se conoce; en los sitios de frontera de los

estratos se calcula la velocidad media que se requiere para degradar

el cauce, estas ecuaciones son:

Para suelos cohesivos:

Ve = 0.6 (γs)1.18 (β) (Hs)x (Ec. 4.7)

Para suelos friccionantes:

Ve = 0.68 (β) (dm)0.28 (Hs)x (Ec. 4.8)

Donde: 4-D-6

Hs = Tirante considerado, en m, a cuya profundidad se desea

conocer el valor de Ve , que se requiere para iniciar el

arrastre del material, en m/s.

X = Exponente variable que depende de “γs” ó “Dm” (Tabla 4.9)

β = Coeficiente de flujo que depende del período de retorno de

la avenida (Tabla 4.8)

γs = Peso volumétrico seco del material que se encuentra a la

profundidad Hs ,en Ton/m3

Dm = Diámetro medio de los granos que se encuentran a la

profundidad

H, en mm.

Para distintas profundidades se calculará la velocidad (Vr), que es la

velocidad media real de la corriente. Estos valores se grafican en

un sistema de ejes coordenados “V vs Hs”, y se dibujan las curvas

Ve y Vr , como se observa en la figura, el punto de intersección de

las curvas indicará la profundidad de equilibrio y la velocidad

media a la cual se produce

FIGURA 4.14 METODO SEMIGRAFICO 4-D-7

(d) Cauces no definidos y suelos con distribución homogénea.

En este caso, el equilibrio ocurre cuando:

Vc = Vr (Ec. 4.9)

Donde:

Vc = Velocidad no erosionable que depende del material del

fondo del tirante de la corriente, se la determina de las

Tablas 4.10 y 4.11 para suelos granulares y suelos cohesivo,

respectivamente.

La profundidad del agua después de la socavación se calcula de la

siguiente manera :

α. Ho

5/3 Vr = -------------- = Vc (Ec. 4.10) Hs

Qd α = ------------ (Ec. 4.11) Hm

5/3 Be µ

α Ho5/3 0.833

Hs = ------------ (Ec. 4.12) Vc1

4-D-8

TABLA 4.10 VELOCIDADES MEDIAS DEL FLUJO QUE SON ADMISIBLES PARA SUELOS FRICCIONANTES (no

erosivos), en m/s. Tirante medio del flujo (m) Diámetro

medio de partículas

(mm)

0.40 1.00 2.00 3.00 5.00 Más de 10

0.005-0.05 0.15-0.2

0.20-0.30

0.25-0.40

0.30-0.45

0.40-0.55

0.45-0.65

0.05-0.25 0.20-0.35

0.30-0.45

0.40-0.70

0.45-0.60

0.55-0.70

0.65-0.80

0.25-1.0 0.35-0.50

0.45-0.60

0.55-0.70

0.60-0.75

0.70-0.85

0.80-0.95

1.0-2.5 0.50-0.65

0.60-0.75

0.70-0.80

0.75-0.90

0.85-1.00

0.95-1.20

2.5-5.0 0.65-0.80

0.75-0.875

0.80-1.00

0.90-1.10

1.00-1.20

1.20-1.50

5.0-10 0.80-0.90

0.85-1.05

1.00-1.15

1.10-1.30

1.20-1.45

1.50-1.75

10-15 0.90-1.10

1.05-1.20

1.15-1.35

1.30-1.50

1.145-1.65

1.75-2.00

15-25 1.10-1.25

1.20-1.45

1.35-1.65

1.50-1.85

1.65-2.00

2.00-2.30

25-40 1.25-1.50

1.45-1.85

1.65-2.10

1.85-2.30

2.00-2.45

2.30-2.70

40-75 1.50-2.00

1.85-2.40

2.10-2.75

2.30-3.10

2.45-3.30

2.70-3.60

75-100 2.00-2.45

2.40-2.80

2.75-3.20

3.10-3.50

3.30-3.80

3.60-4.20

100-150 2.45-3.00

2.80-3.35

3.20-3.75

3.50-4.10

3.80-4.40

4.20-4.50

150-200 3.00-3.50

3.35-3.80

3.75-4.30

4.10-4.65

4.40-5.00

4.50-5.40

200-300 3.50-3.85

3.80-4.35

4.30-4.70

4.65-4.90

5.00-5.50

5.40-5.90

300-400 4.35-4.75

4.70-4.95

4.90-5.30

5.50-5.60

5.90-6.00

400-500 4.95-5.35

5.30-5.50

5.60-6.00

6.00-6.20

4-D-9

(e) Cauces no definidos y suelos con distribución heterogénea.

Para los suelos con distribución heterogénea se aplican los mismos

procedimientos indicados, en cauces definidos, para este tipo de

suelos. Las ecuaciones que se considerarán, tanto en el método de

tanteos como en el semigráfico, son:

α. Ho

5/3

Vr = -------------- (Ec. 4.13) Hs

Vc = Vc1 Hs0.20 (Ec. 4.14)

Donde:

Ho = Profundidad inicial, en m.

Hs = Profundidad final luego de la socavación, en m.

Vc1 = Velocidad no erosionable máxima, en m/s. Su valor se

obtiene de las Tablas 4.10 y 4.11.

(f) Efecto de los sedimentos en suspensión en la socavación

general

Cuando el río arrastra mucho material en suspensión se reduce la

socavación general para la misma velocidad media; en este caso la

profundidad de socavación es:

α Ho5/3 1 / ( 1 + X )

Hs = ------------------ (Ec. 4.15) 0.68 dm

0.28 Ψ β

4-D-10

Donde:

Ψ = Coeficiente que depende de γm, de la mezcla de agua con el

material de suspensión (ver Tabla 4.12).

γm = Peso volumétrico de la mezcla entre el agua y el material en

suspensión, a la profundidad Hs, en Ton/m3.

4-D-11

4-D-12

TABLA 4.12 VALORES DEL COEFICIENTE Ψ, EN

FUNCIÓN DE γm

m (ton/m) 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40

Ψ 1.06 1.13 1.20 1.27 1.34 1.42 1.50 1.50

(g) Comentarios al método de Lichtvan-Levediev

Los resultados y el grado de exactitud de las fórmulas y criterios

expuestos deben analizarse con mucho criterio ingenieril, puesto

que no se dispone de suficiente información sobre los resultados de

su aplicación.

La hipótesis fundamental es que el flujo por unidad de ancho

permanece constante durante todo el proceso de socavación,

hipótesis que se cumple, en realidad en la mayoría de los casos

excepto en el lado exterior de las curvas, o cuando en el fondo del

cauce existe un material más resistente a la erosión que en el resto

de la sección, en este caso el caudal unitario después de un cierto

tiempo será mayor en el sector más débil y menor en el sector más

resistentes, y en consecuencia las profundidades de socavación en la

zonas menos resistente serán mayores que las calculadas, mientras

que en el material más resistente serán de menor magnitud que los

teóricamente determinados. Al analizar la resistencia de los

materiales a los procesos erosivos, generalmente no se ha tomado

en cuenta el tiempo necesario para que la erosión se produzca. En

el caso de suelos friccionantes, la socavación calculada se puede

aproximar a la producida; en cambio, en materiales cohesivos se

4-D-13

requieren de un determinado tiempo para que se produzca el

proceso de socavación, y este tiempo puede ser mayor que el de la

creciente por lo que se producirán profundidades de socavación

menores que las calculadas.

4.3 Cálculo de Socavación Local

La socavación local en pilas es el resultado de un sistema de

vórtices que se desarrolla cuando el flujo se desvía alrededor de la

pila.

El sistema de vórtices principal que contribuye a la socavación, se

origina en la generatriz aguas arriba de la pila donde el flujo

adquiere una componente hacia abajo que al llegar al fondo del río

invierte su sentido. Esto produce la remoción de material formando

una oquedad en la cual se desarrolla un movimiento espiral

alrededor de la pila. (Figura 4.15)

En planta el sistema de vórtices tiene una forma de herradura por lo

que se lo conoce, comúnmente, como el vórtice de herradura. La

oquedad se incrementa en tamaño hasta alcanzar una profundidad

de equilibrio; esta profundidad depende de las condiciones de

transporte de sedimento; esto es, en agua limpia con movimiento

general del lecho.

En el primer caso, la profundidad de equilibrio se alcanza cuando el

efecto combinado de esfuerzo tangencial medio, la componente de

peso y la agitación turbulenta están en equilibrio; es decir, cuando

4-D-14

los esfuerzos tangenciales en la superficie de la oquedad son muy

reducidos para ocasionar el levantamiento de partículas.

En el caso de la socavación con movimiento general, debe

producirse un esfuerzo tangencial adicional para transportar el

sedimento a través de la oquedad y la condición de equilibrio, se

logra cuando la cantidad de sedimento que entra a la oquedad, está

balanceada por la cantidad que sale de la misma. La profundidad a

la que se alcanza la condición de equilibrio será mayor en la

FIGURA 4.15 SOCAVACIÓN LOCAL DE UNA PILA.

transición entre las dos condiciones, es decir, cuando la velocidad

de aproximación iguala a la velocidad crítica de inicio del

movimiento del sedimento.

Los parámetros que intervienen en la profundidad de socavación de

las pilas de un puente pueden agruparse, de acuerdo a su naturaleza

en 5 clases:

4-D-15

(a) Parámetros hidráulicos.

• Velocidad media del flujo;

• Profundidad del flujo frente a la pila;

• Distribución de velocidades; y

• Dirección del flujo respecto al eje de la pila.

(b) Parámetros que dependen del lecho.

• Tamaño de grano (o diámetro)

• Distribución granulométrica

• Forma de los granos

• Grado de cohesión

• Peso específico sumergido

• Espesor de los estratos en el subsuelo

(c) Parámetros geométricos

• Ancho de las pilas

• Relación entre longitud y ancho

• Forma de la sección transversal de la pila

(d) Características que dependen de la localización del puente

• Contracción en la sección del puente

• Forma del río en planta (recto o con curvas)

• Obras de control de caudal construidas, aguas arriba o aguas

abajo del puente

4-D-16

(e) Parámetros de tiempo

• Duración de pico de la avenida

• Tiempo requerido para remover el material del lecho y

alcanzar la condición de estabilidad

El número de variables indicadas que intervienen en el proceso de

socavación local ilustran la complejidad del fenómeno y por lo

tanto los investigadores han concretado su trabajo al estudio de la

influencia de pocos parámetros bajo condiciones de flujo bien

establecidas.

Existen varios métodos para determinar la profundidad de

socavación al pié de las pilas de puentes, de los cuales se utilizará el

que más se ajuste a las condiciones hidráulicas del sitio de

implantación del puente.

4.4 Protecciones

Existen dos procedimientos para evitar la falla de los apoyos de los

puentes, el primero es colocar las cimentaciones por debajo de la

socavación calculada y otro reducir o evitar la socavación para

cimentar a niveles más altos y se reduzcan los costos de

construcción.

El procedimiento más común para reducir o evitar la socavación es

la utilización de un dado colocado sobre el lecho del río, alrededor

de las pilas. No obstante las investigaciones realizadas no se

4-D-17

dispone de procedimientos que permitan establecer, mediante

cálculos, la dimensión aproximada de las protecciones y los

diseños. Se fundamentan en fórmulas o recomendaciones muy

gruesas o en ensayos de modelos a escala.

Si bien los modelos constituyen una herramienta muy útil, se

considera que estos se deben aplicar en proyectos de mayor

complejidad, pero para los casos más sencillos o cuando no se

dispone del tiempo necesario para recurrir a la experimentación, se

debe disponer de procedimientos de sencilla aplicación, pero con

cierta racionalidad.

Bajo este enfoque, se considera recomendable el procedimiento

propuesto por Témez, cuyas conclusiones se presentan a

continuación:

(a) Cota

Para conservar las condiciones naturales del río, la protección se

debe colocar por debajo de la socavación general.

(b) Planta

La extensión del manto protector, en planta es de 2yst en las zonas

más peligrosas (aguas arriba a pilas y estribos) yst en los lugares

menos críticos. En la Figura 4.29 se presentan diseños de

enrocados de protección para pilas y estribos.

(c) Peso.

Para la determinación del peso de los bloques, el autor recomienda

4-D-18

la utilización de la Ecuación 4.16:

γs y3 0.7 F 9 λ

P = 1 + 104 (1 – F)6 Kα (Ec. 4.16) 2 γs - γa 0.5 y γa

Donde:

γs = el peso volumétrico del material, en ton/m3.

y = el tirante, en m.

F = el número de Froude

γa = el peso específico del agua, en ton/m3.

b/2 para pila

λ = Qc/qc para estribos en el cauce mayor

L*ql /qd para estribos en el cauce menor

Kα = el factor que considera la hidrodinamicidad del frente de la

estructura (Figura 4.30)

El valor resultante deberá ser afectado por un factor de seguridad

igual a 2.

(d) Espesor

El espesor de la protección debe estar constituido, por lo menos de

dos capas. Para su determinación se utiliza la siguiente expresión:

e = 2.40 * ( 2 P / γs ) 1/3 (Ec. 4.17)

Donde:

P = el peso determinado anteriormente

4-D-19

Para compensar las pérdidas que puedan producirse, se debe

aumentar el valor del espesor calculado, según recomienda el autor

por la fórmula propuesta por Sogreah (Ec. 4.18).

1 + C

eo = e (Ec. 4.18) 60

Donde:

C = Porcentaje de elementos con peso inferior a P y que tiene las

siguientes limitaciones (C< 60) y (Pmin > 1/3 de P).

4-D-20

FIGURA 4.29 DISEÑO DE MANTOS PROTECTORES DE

PILAS

4-D-21

FIGURA 4.30 INFLUENCIA DE LA MORFOLOGIA DEL FRENTE DEL OBSTACULO EN EL PESO DE LA

ESCOLLERA

4-D-22

X. Misceláneos

-M 1

CAPÍTULO X .- MISCELÁNEOS A.- PUENTES 1.- Ancho de la calzada de los puentes: El ancho de la calzada de un puente, será la dimensión de la calzada de la vía en ese sitio incluyendo los espaldones y sobre anchos en caso de existir. Se medirá perpendicular al eje longitudinal del puente. En el tramo de acceso al puente, deberá mantenerse la sección transversal de la vía. Si por alguna razón técnicamente estudiada y debidamente justificada, no se puede respetar la recomendación anteriormente expuesta, la Dirección de Estudios del MOP, aprobará el ancho de la calzada sugerida. B.- ACERAS, BORDILLOS, POSTES Y PASAMANOS La cara de un bordillo se entiende como la superficie interior vertical o inclinada que define el borde exterior de la calzada de un puente.

- El ancho máximo de un bordillo será de 0.25 m. - La altura de un bordillo, medido desde el nivel de la calzada

(incluyendo capa de rodadura) no será menor de 0.25 m. ni mayor de 0.30 m.

Cuando se requieran veredas peatonales en zonas urbanas o en autopistas, dichas veredas estarán separadas de la calzada del puente, mediante el uso de barreras de protección o al menos un sistema de barandas. El ancho de las aceras será el ancho entre la cara exterior de las barandas de protección y el punto inferior del bordillo, medido perpendicularmente al eje longitudinal del puente. Si existe una barrera de protección adyacente al bordillo, el ancho de la acera será la distancia libre entre las caras de las barandas y las barreras de protección. Se recomienda un ancho mínimo 0.50 m. se puede utilizar anchos de aceras de 0.75 m , 1.00 m , 1.50 m , 2.00 m u otra dimensión que será aprobada por la Dirección de Estudios del MOP.

-M 2

C.- BARANDAS Y BARRERAS DE PROTECCIÓN Deberán instalarse barandas en los dos lados de la estructura del puente para protección tanto de los vehículos (efecto psicológico en el conductor) como de peatones. El propósito principal de las barandas, es dar seguridad, dirigir y controlar a los vehículos que transitan por el puente, para que sirva como protección de los ocupantes del vehículo en caso de colisión contra la baranda o con otros vehículos. Además de dar embellecimiento del entorno y visibilidad al conductor, por lo que se debe tener especial cuidado en su diseño. Los materiales empleados para barandas y barreras de protección serán de hormigón, acero y otros materiales como aluminio, madera o una combinación de ellos. Las barandas y barreras de protección deberán presentar hacia el lado de la calzada superficies longitudinales, sin que sobresalgan los postes. Es esencial la continuidad entre los elementos de las barandas, incluyendo sus anclajes extremos. Las barandas y/o barreras de protección tendrán una altura mínima de 0.90 m. medida desde el nivel de la calzada siendo práctica común en nuestro País usar barandas de 1.00 m. Se recomienda diseñar con la última versión de las especificaciones AASHTO. D.- CARGAS DE DISEÑO DE PUENTES Las cargas vivas de tráfico para el diseño de un puente serán las denominadas HS-20-44, la alternativa Militar y HL-93 ( para el diseño de elementos estructurales por factores de carga y resistencia LRFD : Load and Resistence Factor Design ).Las cargas referidas se encuentran normadas por la AASHTO ( American Association of State Higway and Transportation Officials ) en sus últimas versiones. De igual manera se diseñará también con la denominada Carga HS-MOP. Es necesario mencionar que el Ministerio de Obras Públicas, para ponerse acorde con las necesidades actuales y adicionalmente para cumplir con las resoluciones tomadas en el Pacto Andino, respecto al peso de los vehículos, se propuso revisar las cargas para el diseño de los puentes y creó el Camión Tipo HS-MOP. Existirán casos eventuales en los cuales se deberán considerar cargas vivas de tráfico mayores que las recomendadas, debiendo el diseñador garantizar la seguridad de la estructura para dichos casos especiales.

-M 3

-M 4

5-M

En el diseño de puentes deberán considerarse las cargas vivas peatonales según especificaciones AASHTO última versión. E.- ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE PUENTES Para el diseño de puentes, como mínimo criterio de seguridad, se deberá respetar el contenido en la edición vigente de las Especificaciones AASHTO para el Diseño de Puentes y Carreteras e interinos posteriores. Este Código se actualiza cada 4 años y en cada año posterior se edita revisiones interinas. La luz mínima y el número de apoyos del puente, será el producto de los estudios de campo: Trazado Vial, Topográfico, Hidrología-Hidráulica y Geotecnia. 1. ESPECIFICACIONES DE DIBUJO DE PUENTES

1.1 FORMATOS

Todos los informes, preliminares y definitivos, así como los planos, deberán estandarizarse en los siguientes formatos: Planos estructurales en: Tipo de papel calco de 110 gr/cm 2 o más Tamaño INEN A1. Forma de dibujo Computacional (Autocad). El consultor entregará además los archivos respectivos grabados en diskettes y/o discos de archivo de información (Cd’s). Informes y Memorias Técnicas: Tamaño de hojas: INEN A4. Se entregará en forma impresa y magnética. Los planos contendrán obligatoriamente la siguiente información:

6-M

1.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES: Indicar su calidad, resistencias y otros parámetros de los materiales que consta en las respectivas láminas como acero en barras, acero estructural, cables, hormigón etc.

1.3 RESUMEN DE CANTIDADES DE MATERIALES: Indicar en cada lámina, el resumen parcial de las cantidades de materiales constante en el plano respectivo de acuerdo a los rubros del MOP. Para el Resumen General de Materiales se deberá desglosar en infraestructura, superestructura, accesos y otros que el Consultor crea necesario de conformidad con los rubros de las Especificaciones Generales del MOP 001-F última versión.

1.4 TARJETA DE IDENTIFICACIÓN: A más de la información general como nombre del proyecto, número de hoja, escala, fecha, dibujante, etc., se debe dividir en dos espacios, superior e inferior, con las respectivas casillas para la legalización de la Consultora que presenta el proyecto y otra para la supervisión del MOP. 2. PLANOS:

2.1 Implantación General.

Deberá(n) contener la siguiente información: 1 Topografía auxiliar del sitio de implantación, en planta y elevación. 2 Resultados de los estudios Hidrológicos-Hidráulicos. 3 Información geotécnica de los suelos: perforaciones o geofísicos. 4 Fuentes de materiales con distancias al proyecto. 5 Especificaciones Técnicas. 6 Resumen General de Materiales. 7 Proceso Constructivo.

2.2 Planos Estructurales de la Infraestructura.

1 Detalle de la geometría y el armado de los estribos, pilas, pilotes, caissons, etc. Se incluirán las planillas de hierros y las cantidades de los materiales en cada uno de los elementos.

2 Niveles de los elementos estructurales y cotas de cimentación.

7-M

3 Tipos de apoyos con sus especificaciones y dimensiones.

2.3 Planos Estructurales de la Superestructura.

1 Detalle de la geometría y armado de las vigas longitudinales, diafragmas, tablero y otros. Se incluirán los cortes y vistas necesarias de tal manera que clarifiquen la estructuración de los elementos y además contendrá las respectivas planillas de hierros y cantidades de obra de cada uno de ellos.

2 En el caso de puentes sobre vigas preesforzadas se incluirán además la localización de los cables, la zona de paso y el cable resultante, con sus respectivos cuadros de coordenadas. De igual manera constarán los detalles de los sitios de importancia, así como datos generales de cálculo que permitan construir el puente con más de un método de preesfuerzo.

3 Para tableros apoyados en vigas metálicas los planos contendrán detalles de la secciones de las vigas, dovelas, disposición de rigidizadores de apoyo, transversales y longitudinales, diafragmas, conectores, etc. Con detalles y especificaciones de soldadura a emplearse. Adicionalmente se dibujará el camber o contraflecha que permitirá la correcta colocación del las vigas. Igualmente se incluirán planillas de los perfiles metálicos y sus respectivas cantidades.

4 Los planos estructurales también incluirán las barandas, postes, pasamanos y aceras , con su respectivos detalles, armados, planillas y cantidades.

5 Para tipos de puentes especiales, se detallarán los diferentes elementos, tanto principales como secundarios que forman parte del conjunto.

2.4 Planos de Proceso Constructivo.

En ciertos puentes, es posible que sea necesaria la elaboración de planos del proceso constructivo. Éstos contendrán la información suficientemente clara que permita el replanteo, se indiquen las secuencias y las etapas durante la construcción del puente.

F. SEGURIDAD El diseño de una carretera debe ser tal que garantice seguridad a los usuarios de la misma; a este efecto se recomienda lo siguiente:

8-M

1. Provisión de distancias de visibilidad de acuerdo con las velocidades de diseño.

2. Diseño de banquetes de visibilidad para las curvas horizontales en

los taludes en corte.

3. Diseño de banquetes escalonados para la descomposición de los taludes altos en corte, especialmente en terrenos deleznables.

4. Provisión de guardacaminos tipo o vallas protectoras en los tramos

que ofrezcan peligro tales como: terraplenes altos, curvas en terrenos escarpados, etc.

5. Provisión de señales claras y bien definidas en relación con la

velocidad máxima permisible y tipo de curvatura.

6. Señalamiento de las zonas de restricción de velocidad, indicando el comienzo y el final de las mismas.

7. Provisión de alineamientos horizontales y verticales bien

coordinados y compatibles con el terreno. G. DERECHO DE VIA De conformidad al Art. 3º del Capítulo I de la Ley de Caminos y al Art. 4º del Capítulo I del Reglamento Aplicativo de dicha Ley, establécese el Derecho de Vía, “que consiste en la facultad de ocupar en cualquier tiempo, el terreno necesario para la construcción, conservación, ensanchamiento, mejoramiento o rectificación de caminos”, el cual, de manera general, “se extenderá a veinte y cinco metros medidos desde el eje de la vía hacia cada uno de sus costados, distancia a partir de la cual podrá levantarse únicamente el cerramiento, debiendo, para la construcción de la vivienda, observar un retiro adicional de cinco metros” Para vías de mayor importancia, como es el caso de autopistas, el MOP “emitirá el respectivo Acuerdo Ministerial que amplíe el Derecho de Vía según las necesidades técnicas” Es conveniente que la provisión del Derecho de Vía, tomando en cuenta los posibles ensanchamientos y mejoramientos que sean necesarios hacer en el futuro, se realicen de acuerdo al incremento del volumen de tráfico, lo cual necesariamente requerirá de una reforma a la Ley vigente.

9-M

H. PRESENTACION DE PLANOS VIALES Los planos del diseño vial deben dibujarse empleando hojas de 0,50 x 1,10 metros, de acuerdo con los detalles que se indican en el plano-modelo de la Figura X-l y en las instrucciones particulares que se emitirán para cada proyecto especifico, contenidos en los documentos Bases de Licitación o Concurso de Precios. Las escalas que generalmente se usan en este tipo de dibujo son las siguientes:

Para el plano horizontal: H 1:1.000 ó 1:2.000 Para el perfil longitudinal: H:1:1:000 ó 1:2.000 V 1:100 ó 1:200 Para perfiles transversales: H 1:100 V 1:100

Para perfiles de volúmenes y de masas:

Para volúmenes pequeños: H 1:2.000 ; V lmm=20 m3 Para volúmenes medianos: H 1:5.000 ; V lmm=50 m3 Para volúmenes grandes : H 1:2.000 ; V lmm=200 m3

En general, en los planos se indicará en forma clara toda la información necesaria para poder construir la obra proyectada, sin que sean necesarias aclaraciones o interpretaciones importantes. El proyectista encontrará en las especificaciones, Documentos de Bases, instrucciones generales y particulares relacionadas con el diseño geométrico y estructural de proyectos viales para el MOP, detalles adicionales en cuanto al formato y contenido de los planos de contrato a prepararse.

10-M

11-M

XI. ANEXOS

1- A

1. Intersecciones a Nivel

2- A

ANEXO 1. INTERSECCIONES A NIVEL El tramo de intersección de vías automovilísticas entre sí, o con vías ferroviarias a un nivel, es el más cargado, comparado con el resto de sus longitudes, debido a que la intensidad del tránsito en la intersección es igual a la suma de las intensidades de las vías que se interceptan. Las condiciones del tránsito en las intersecciones para los vehículos que se desplazan en dirección recta se dificultan debido a las interferencias causadas por las maniobras de giro de vehículos en forma individual. Las posibles trayectorias de giro de los vehículos en las intersecciones a nivel (ver gráfico A.2.l) forman 16 puntos de intersección: 8 puntos de convergencia y 8 puntos de divergencia. En estos puntos llamados “Conflictivos” se posibilita la colisión de los vehículos y en consecuencia los accidentes de tránsito. A mayor intensidad de tráfico en las vías que se interceptan y a mayor porcentaje de los vehículos que realizan las maniobras de giro a la derecha y principalmente de giro a la izquierda, mayor es el peligro de que ocurran accidentes de tránsito. Por esta razón en las intersecciones de gran intensidad de tráfico se implementan carriles complementarios de transición de velocidad e islas directrices del tránsito.

Gráfico A.2.1.1 Lugares de convergencia y divergencia de los flujos de tránsito en una intersección a nivel

3- A

Las intersecciones de las vías a nivel, por ser los tramos más peligrosos, deben ser ubicados en lugares con buena visibilidad, en rectas y preferentemente en la parte interior de perfil longitudinal. Se permite implementar intersecciones a nivel en vías de II clase con vías de IV y V clase y también en las vías de III, IV y V clase entre sí, si es que la sumatoria del T.P.D.A. futura de las vías que se interceptan no sobrepasan los 4.000 veh./día. En el caso de que la sumatoria del TPDA sea menor a 1.000 Veh./día, se pueda implantar una intersección a nivel sencilla. Para la elección del tipo de intersección se propone la utilización del Gráfico A2.2, en el cual se establece el campo racional de utilización de cada tipo de intersección, con la consideración de las pérdidas mínimas del transporte vehicular, debido a la espera de la posibilidad de circulación.

Gráfico A.2.2. Elección del esquema o tipo de intersección

4- A

La medida más efectiva para mejorar las condiciones de tránsito vehicular (2), en una intersección a nivel, es la canalización del tránsito, el establecimiento para cada sentido de tránsito de su propio carril en la calzada. La canalización del tránsito se la puede hacer de la siguiente manera: con el establecimiento de isletas de seguridad, ya sean fijas o dibujadas con pintura. El establecimiento de carriles complementarios para la espera de los vehículos para la realización de los giros a la izquierda, sin que interfieran con los vehículos que siguen recto; Establecimiento de carriles de transición de velocidad para un suave cambio de la velocidad de los vehículos que giran. En la intersección de una vía de III clase con vías de IV y V clase, al haber menos de 100 Veh./día, que realizan la maniobra de giro, se establecen isletas solamente en la vía secundaria. En las vías de II y III clase, se establecen isletas en ambas vías que se interceptan (Figura A2.3).

Figura A.2.3. Intersecciones con tránsito canalizado

5- A

Identificación de los elementos puntuales de la Figura A2.3: 1 Isletas en forma de gotas 2 Isletas Triangulares 3 Líneas de señalización sobre la calzada 4 Carril complementario para los vehículos en espera para

realizar el giro a la izquierda 5 Isleta para proteger el acceso al carril complementario Al diseñar una intersección se deben observar las siguientes recomendaciones:

- Correspondencia del ángulo de intersección a las mejores condiciones de visibilidad. (El ángulo de intersección no debe ser menor de 60º-75º).

- Se deben dar condiciones de tránsito preferenciales al flujo vehicular de mayor intensidad.

- Eliminar en lo posible los puntos de cruce entre sí, de los flujos vehiculares en el área de intersección para lo cual se deben establecer isletas que los separen.

- Con la ayuda de isletas o de señalización pintada sobre la calzada fijar los carriles de tránsito para la circulación, intersección y divergencia del flujo vehicular.

- Establecimiento de parte del área de intersección, que no es utilizada por los flujos de vehículos, como zona de reserva, ya que el sobrante del ancho de los carriles de tránsito altera la precisión de la circulación vehicular.

6- A

- Al haber un alto porcentaje de vehículos que realizan giro a la

izquierda, se debe implementar un carril adicional para la espera de la posibilidad de cruzar, sin que se obstaculice el tránsito de los vehículos que se desplazan en dirección recta.

- Ubicación de las isletas direccionales de tal manera que, en

cada momento el conductor tenga la posibilidad de elegir no más de dos direcciones de tránsito, recta o giro.

La capacidad de flujo vehicular de una intersección a nivel depende del radio de las curvas de las vías que se enlazan. Se recomienda utilizar los valores del radio del borde interno de la calzada desde 15 metros para vías de IV y V clase, hasta 22 metros para vías de I y II clase. A. ISLETAS Es un área definida entre carriles de tránsito para controlar el movimiento de vehículos o para refugio de peatones. El uso de isletas disminuye el número e intensidad de los conflictos en la intersección y dentro de sus finalidades se destacan las siguientes: Separación de los conflictos, control del ángulo de los conflictos, reducción de las áreas pavimentadas, canalización del tránsito (para evitar movimientos erráticos en la intersección), disposición para favorecer los movimientos predominantes, protección para peatones, protección de los vehículos que van a girar o cruzar, ubicación de los dispositivos para el control del tránsito, etc.

7- A

1. Tipos de Isletas. Las isletas según su función, se agrupan en 3 grandes grupos:

a. CANALIZADORAS:

Son las que tienen por objeto encausar al tránsito en la dirección adecuada, principalmente para girar. Entre las más comunes están las de forma triangular (a) y semicircular (d), según se ilustra en la figura A.2.4.

b. SEPARADORAS:

Son las que se encuentran ubicadas longitudinalmente a una vía de circulación y separan al tránsito que circula en el mismo sentido o en sentidos opuestos. Son especialmente ventajosas para controlar el tránsito que gira a la izquierda en las intersecciones esviajadas. En la Figura A2 .4, se destacan diversas isletas separadoras (b, c, e, f y g).

c. DE REFUGIO:

Son áreas destinadas al servicio y seguridad de los peatones y protegerlos a estos cuando cruzan el camino. Entre los tipos más clásicos están: a, b, e y f (fig. A.2.4)

2. Tamaños y Características de las Isletas. Las isletas deberán ser lo suficientemente grandes para llamar la atención del conductor. La isleta más pequeña deberá tener como mínimo, un área de 5 m2 y preferentemente de 7 m2.

8- A

Figura A.2.4. Tipos y formas mas comunes de isletas De la misma manera, las isletas triangulares no deberán tener lados menores de 2.50 m. y de preferencia 3.50 m, después de redondear las esquinas. Las isletas alargadas o separadoras, no deberán tener un ancho inferior a 1.20 m. ni una longitud menor de 3.50 m. En casos muy especiales, cuando hay limitaciones de espacio, las isletas alargadas, como la b y la g de la figura A.2.4 pueden reducirse a un ancho mínimo absoluto de 0.60 m. Cuando en intersecciones aisladas se diseñan isletas separadoras, estas deberán tener como mínimo, una longitud de 30.00 m, y deberán colocarse en lugares perfectamente visibles para el conductor, ya que de otra manera resultan peligrosas. Las isletas se pueden construir con diferentes materiales, dependiendo de su tamaño, ubicación y función, y de la zona de que se trate, ya sea rural o urbana.

9- A

Desde el punto de vista físico, las isletas pueden dividirse en tres grupos:

1. Isletas en relieve, limitadas por guarniciones

2. Isletas delimitadas por marcas de pavimento, botones u otros elementos colocados sobre el pavimento

3. Isletas formadas en un área sin pavimento, delineadas por las

orillas de las calzadas Las isletas del grupo 1 son las de uso más común en zonas urbanas, en cambio en zonas rurales su empleo es limitado. Las isletas del grupo 2 son aplicables en zonas urbanas donde las velocidades son bajas y el espacio restringido; en cambio, en zonas rurales se utilizan en los caminos donde una guarnición representa un peligro. Las isletas del grupo 3 son exclusivas de las zonas rurales aplicables en aquellas intersecciones donde existe espacio suficiente para grandes radios de curvatura. B. INTERSECCION TIPO ROTONDA A NIVEL El tipo de intersección a nivel más seguro es la rotonda, en la cual todas las maniobras de los vehículos se reducen a la entrada y a la salida del flujo vehicular en giro (Figura A2.5). En general se utiliza cuando más de cuatro ramas convergen a una intersección, aunque cabe aclarar que su utilización está cayendo en desuso por los bajos volúmenes de tráfico que puede mover y por las velocidades bajas de intercambio que son necesarias para que su aplicación sea exitosa.

10- A

La intersección tipo rotonda se compone de las siguientes zonas:

1. Zona de acceso a la rotonda, 2. Zona de circulación rotatoria propiamente dicha y 3. Zona o sección de entrecruzamiento o enlace.

11- A

La primera zona tiene en cuenta consideraciones de que es casi ineludible construir la isleta separadora anticipada, en una longitud importante que evitará las entradas en contrasentido que intentan algunos conductores para evitar recorridos viciosos. A medida que la isleta separadora llega a la rotonda, se va transformando en isleta direccional y canalizadora para guiar al tránsito que llega. La segunda zona la constituyen la isleta central y el pavimento que la circunda. La tercera zona es lo que se denomina sección de entrecruzamiento o enlace. Es la zona en la que se entrecruzan o se separan los vehículos que llegan a la rotonda para tomar los diversos ramales de salida. Una rotonda es eficiente si sus dimensiones están acordes con el volumen de tránsito que ha de distribuir, si su velocidad está en función de la velocidad directriz (VD) de los caminos que lo conforman y su capacidad es igual o superior a la de los caminos que la conforman (estas condiciones raramente se dan). CARACTERISTICAS DE LA ROTONDA

1. Debido a su diseño particular -circular u ovalada- la rotonda requiere áreas importantes para su desarrollo geométrico y su funcionamiento eficaz.

2. La rotonda “divide” al tránsito en dos corrientes de una mano

(con una o varias trochas en un sentido).

3. La rotonda exige una substancial disminución de velocidad respecto a la del o de los caminos que acceden a ella.

4. Puede producir confusión en los conductores.

5. La rotonda no opera eficazmente cuando los volúmenes de

tránsito de dos o más ramales alcanzan su capacidad simultáneamente.

6. La rotonda requiere, -sobre todo cuando es multirramal-, una

señalización y marcación muy particular y eficiente. Deben ser claras, simples y de fácil comprensión para los conductores no familiarizados con la zona o con el sistema rotacional.

12- A

7. La rotonda no permite estacionamiento alguno.

8. Proporciona giros a la izquierda progresivos pero con algunos

recorridos viciosos o excesivos.

9. La rotonda requiere isletas de dimensiones grandes para volúmenes elevados de tránsito.

10. Requiere grandes superficies pavimentadas.

11. Requiere se le proporcione muy buena visibilidad y

señalización adecuada para evitar riesgos y dificultad a los conductores.

Una norma clásica que justifica la rotonda es la intersección de cuatro ramales o más con tal magnitud de tránsito que requiere un control permanente de señalización eléctrica que no haga más que demorar y congestionar las distintas corrientes de tránsito. En otro ejemplo tendremos el caso de un pesado movimiento de giro a la izquierda, en oposición con grandes volúmenes de tránsito de tal modo que interfieren mutuamente: el que gira con el que sigue directamente y viceversa y por supuesto cuando no sea posible proveer otro sistema para facilitar el giro a la izquierda.

1. Requerimientos de Tránsito. La AASHTO cuestiona si es o no justificada una rotonda para tránsitos totales inferiores a 500 v.p.h. o cuando supera los 5.000 v.p.h. Se puede opinar que una rotonda no opera satisfactoriamente cuando los volúmenes de tránsito en dos o mas ramales de la intersección alcanzan su capacidad simultáneamente. Estiman que un volumen total de 3.000 v.p.h. -llegando por todos los ramales de acceso- es la máxima capacidad de práctica para rotondas de tipo superior. Sin embargo el volumen de todos los ramales de acceso a la rotonda puede no señalar un único criterio de diseño. El volumen de tránsito directo y del que se entrecruzan en las secciones críticas de entrecruzamiento habrá de determinar también la capacidad de la rotonda.

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2. Velocidades. Para proveer seguridad y eficiencia en una rotonda es necesario tener un control correcto de las necesidades que deben mantenerse dentro de una margen limitado. Esto significa controlar las velocidades de entrada, salida y entrecruzamiento, en el propio diseño primero y en la rotonda en servicio después. Es condición indispensable que los vehículos circulen a velocidad uniforme en la rotonda para que las maniobras de entrecruzamiento puedan realizarse sin conflictos serios, a cuyo efecto todos los elementos de la intersección deberán estar adecuados a esa velocidad. Pero el problema real reside en fijar el valor de dicha velocidad. Evidentemente debería estar relacionado con la velocidad de los caminos que se interceptan, porque se produce una reducción considerable de velocidad y aumentan los riesgos afectando la eficiencia de la intersección. Por otra parte si se fija una velocidad elevada en la rotonda serán necesarios radios muy grandes y por ende recorridos viciosos.

No obstante lo señalado se incluye a continuación una tabla con velocidades de operación en rotondas en función de las diversas velocidades directrices. TABLA A2.1

(1) Se estima que ya es un valor alto, por lo que no se aconseja aumentarla

Se recomienda no sobrepasar 60 Km/h.

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3. Sección de Entrecruzamiento. La maniobra de pasar del lado exterior al interior o viceversa de la calzada en una rotonda implica un entrecruzamiento de vehículos que requiere determinada longitud para que sea eficiente, segura y de fluidez de tránsito. La longitud y el ancho de esa zona es un importante elemento de diseño geométrico de la rotonda. Este sector del sistema rotacional, comprende la sección de transferencia de trochas para salir por las distintas ramas de la intersección, de intercambio y en consecuencia donde se entrecruzan los vehículos y se separan. En otros términos es una zona de convergencia, divergencia y cruce, todo ello en ángulos pequeños y con velocidades relativamente bajas. Esta zona de entrecruzamiento se puede clasificar en dos clases esenciales: a) Simple y

b) Compuesta.

La simple representa al tipo básico de sección de entrecruzamiento: está constituida por la convergencia de dos trochas simples en la entrada y por dos trochas simples en la divergencia en la salida. La compuesta está constituida por cuatro trochas simples tanto en la entrada como en la salida. La línea imaginaria que une las narices de las isletas extremas de la sección de entrecruzamiento recibe el nombre de coronamiento. En la Figura A2.6 podemos apreciar ambos tipos y si la analizamos en detalle comprenderemos su funcionamiento sin dificultades. El diseño de la sección de entrecruzamiento queda definido por su longitud medida entre narices de las isletas de entrada y salida- y su ancho, dado por el número de trochas o carriles. En la figura se indica como longitud L el segmento ST y como ancho la distancia entre borde de pavimento a.

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Figura A.2.6

Al aumentar los radios de la rotonda aumenta la longitud y por ende la capacidad de la zona de entrecruzamiento. Ahora bien, los radios de curvatura al ser una función de la velocidad y formar parte del diseño de la intersección, condicionan las normas de diseño geométrico de la sección de entrecruzamiento, por lo que debe analizarse cada caso para obtener la capacidad requerida. Los valores mínimos de diseño de la longitud de la zona de entrecruzamiento son los indicados en la Tabla A2.2

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TABLA A2.2

Estas longitudes para volúmenes de moderados a bajos, pueden ser ligeramente modificadas en más pero nunca en menos. Ya de por sí resultarían bajas, si los volúmenes aumentan ligeramente por sobre valores moderados. En conclusión, las longitudes de las secciones de entrecruzamiento son las distancias entre sucesivas entradas y salidas. Su longitud y el ancho de pavimento determinarán la mayor o menor facilidad de operación de los vehículos, definiendo por lo tanto su capacidad.

Para las diferentes categorías de vías se puede recomendar las siguientes velocidades de diseño y los diámetros de las islas centrales.

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Las condiciones de ingreso de los vehículos dependen en gran parte del radio de enlace de la vía que se intercepta con la rotonda. A continuación se expone los valores recomendados de los radios de enlace:

El número necesario de carriles de tránsito en la calzada de la rotonda y su ancho total se establecen en función del diámetro de la isleta central:

Se considera la utilización de las intersecciones tipo rotonda básicamente cuando la intensidad del tráfico en las vías que se interceptan difieren entre sí como máximo en un 20% y el número de vehículos que realiza giro a la izquierda en total representan por lo menos el 40%.

Ultimamente existe la tendencia a disminuir el diámetro de las islas centrales y dar formación a las así llamadas “Mini Islas”. Las intersecciones con Mini Islas son intermedias entre una intersección canalizada y una tipo rotonda. En ellas no existe la parte de la rotonda propiamente dicha; el área de la intersección se forma por el ensanchamiento de los giros a la izquierda. El diámetro de la mini isla central no debe ser mayor a 1/3 del diámetro del círculo que se formaría en el área de la intersección.

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Figura A.2.7 Esquema de una intersección tipo rotonda con una mini-isla central

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2. Intersecciones a Desnivel

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ANEXO 2. INTERSECCIONES A DESNIVEL En las vías con un alto TPDA el mantenimiento de un tránsito constante y seguro exige que se eliminen las interferencias al flujo vehicular en las intersecciones con otras vías, para lo cual se establecen intercambiadores de tráfico a desnivel; estos intercambiadores se ubican en las intersecciones de: Las vías de primera categoría con todas las vías de otras categorías, en las vías de segunda categoría entre sí y con vías de tercera categoría y en vías de cuarta categoría entre sí, si es que la sumatoria del TPDA rebasa los 4.000 vehículos por día. Un intercambiador de tráfico representa una estructura espacial por la cual se da la posibilidad, sin disminuir la velocidad y sin perder tiempo en esperas, de permitir el paso de los flujos conflictivos de tránsito en una intersección. Esto se logra creando dos, tres, cuatro y a veces hasta cinco niveles de desplazamiento vehicular, con lo que se excluye la interferencia en los flujos de tráfico. A. CONDICIONES JUSTIFICATIVAS PARA EL DISEÑO DE

INTERSECCIONES A DESNIVEL Si bien la intersección a desnivel es la solución satisfactoria para la gran mayoría de los problemas de cruces, su alto costo inicial impide su uso en la extensión que sería aconsejable. Dado que las intersecciones son estructuras o diseños caros, es aconsejable establecer un método para determinar y evaluar los factores a considerar para establecer las condiciones que justificarán la separación de niveles en la intersección de dos o más caminos. Generalmente esas condiciones se basan en una comparación entre las condiciones de la intersección a nivel con las de diferente nivel. 1. Planteamiento del Problema. Obtener toda la información de las situaciones que justifiquen el empleo de este tipo de solución y son:

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a. En proyectos de cruces de autopista:

Por ser del tipo de caminos en los que debe observarse rígidamente el principio de la velocidad directriz exigiendo por lo tanto control total de accesos y cruces a distinto nivel con toda otra vía.

b. En intersecciones de caminos importantes:

Donde se produzca intolerable congestión en uno o en ambos de ellos, y que no puede ser solucionada con ningún tipo de intersección a nivel.

c. Para eliminar áreas peligrosas:

Que acusen un alto índice de accidentes.

d. Condiciones topográficas:

En algunos lugares cuyas condiciones topográficas hagan que el cruce a dos niveles sea el único tipo que pueda construirse económicamente.

e. Costos de operación altos:

Si los costos de los usuarios debidos a demoras en las intersecciones a nivel, son grandes comparados con los que originan las intersecciones a distinto nivel.

La relación entre beneficios para los usuarios y costo de obra aplicado a distintas soluciones a nivel o diferente nivel, dará el criterio de selección.

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f. Volumen de tránsito elevado:

El volumen de tránsito debiera ser sin duda el índice más efectivo para determinar la conveniencia de una intersección a distinto nivel, pero todavía no se ha llegado a un criterio uniforme sobre el particular. Se acepta en principio la norma que establece la necesidad de construir este tipo de intersección cuando la suma de los volúmenes de tránsito de todos los caminos que se cruzan correspondientes a la trigésima hora más alta es de 4.000 vehículos o mayor, y siempre que el volumen más bajo en cualquiera de esos caminos sea como mínimo de 500 vehículos en la misma hora. Un criterio adicional es el siguiente:

Cruce de caminos rurales:

Si la suma de los TPDA de ambos caminos llevados a10 años desde la fecha de diseño es igual o superior a 10.000 vehículos diarios, siempre que el TPDA del camino de menor tránsito supere los 1.500 vehículos.

Cruce de caminos urbanos:

Si la suma de los TPDA de ambos caminos llevados a10 años desde la fecha de diseño es igual o superior a 25.000 vehículos diarios, siempre que el TPDA del camino de menor tránsito supere los 1.500 vehículos.

2. Factores a Considerar a. Para intersección a nivel.

- Monto de invertir (en base a anualidades). - Topografía y condiciones del lugar:

- a) Influencia sobre el tipo de intersección.

b) Influencia sobre control de tránsito.

- Información sobre el tránsito:

a) Volumen y tipo. b) Giros izquierda y derecha. c) Velocidad de operación. d) Sistemas y elementos para control de tránsito. e) Análisis de capacidad.

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- Costos de operación: a) Mantenimiento deL camino y operación de

Los dispositivos de Control de tránsito. b) Costo de operación de los vehículos.

c) Costo de Las pérdidas de tiempo. d) Costo de Accidentes. e) Comodidad, conveniencia, etc. f) Servicios.

b. Para intersección a diferente nivel.

- Costo anual de la construcción y zona de camino a utilizar.

- Solución al tránsito durante la construcción.

- Costo de accidentes Valor recuperado de mejoras existentes.

- Topografía y condiciones del lugar: a) Influencia sobre el tipo de intersección. b) Influencia sobre eL control de tránsito.

- Información sobre el tránsito: a) Volumen y tipo. b) Giros izquierda y derecha. c) Velocidad de operación.

d) Dispositivos o tipo de control de tránsito. e) Análisis de capacidad.

Costos de operación:

a) Mantenimiento deL camino y operación de Los dispositivos de control de tránsito.

b) Costo de operación de tos vehículos. c) Costo de Las pérdidas de tiempo. d) Costo de accidentes. e) Comodidad, conveniencia, etc.

3. Consideraciones Futuras

- Crecimiento del tránsito y ajustes de itinerarios. - Desarrollo en las zonas adyacentes: Su desenvolvimiento.

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B. INVESTIGACIONES Y DATOS NECESARIOS 1. Costos de Operación de los Vehículos Involucrados

— En caminos de accesos controlados.

— En curvas y rampas.

— Desaceleraciones, detenciones y aceleraciones. 2. Mediciones de Tiempo.

Medición del tiempo perdido en intersecciones a nivel debido a detenciones, aceleraciones y desaceleraciones en relación al tipo y volumen del tránsito.

3. Estudio de Giros

Medición y observación del tiempo perdido debido al tránsito que gira a la izquierda.

4. Estudios de Velocidades. 5. Rangos de Probabilidades de Accidentes Debidos a.

- Tránsito cruzado - ángulo de colisión.

- Tránsito que gira - ángulo de colisión.

- Tránsito que gira.

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- Tránsito que se detiene - colisión por detrás.

- Motociclistas.

- Peatones. 6. Valor Monetario de los Accidentes Potenciales 7. Valor del Tiempo (conveniencia, economía, pérdida, ganancia). 8. Datos Básicos para el Diseño. Obtener y analizar los datos de tránsito para determinar volúmenes de hora diseño, para todos los movimientos: directos y de giro a ambos lados, incluyendo desde luego una futura expansión. Obtener datos físicos de la ubicación, incluyendo mapas, con detalles topográficos y de plantaciones o cultivos, con hechos existentes actuales y ubicación de futuros elementos. Determinación de ubicación, tipo y características generales de diseño de todos los caminos y mejoras, tanto existentes como planeadas en la zona de influencia de la intersección. 9. Diseño Preliminar. Preparación de esquemas posibles de varios tipos diferentes de soluciones probables que recojan las necesidades del tránsito y que a la vez sean realizables desde el punto de vista de ubicación y control de diseño. Analizar las variantes estudiadas esquematizadas, seleccionar dos, las presuntamente mejores, o tres, para un estudio más minucioso, para la representación de los planos preliminares de planialtimetría.

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Preparación de los proyectos preliminares según el punto anterior del o de los esquemas que ya se han aprobado. 10. Determinación del Plan Definitivo. Evaluación de las alternativas cuyos planos preliminares se hicieran, y análisis en función de las características de diseño, capacidad vs. volumen, características de operación, adaptabilidad, conservación y tránsito durante la construcción, posibilidad de etapas constructivas. Estimación de costos de cada proyecto preliminar, incluyendo expropiaciones, preparación del terreno, construcción, conservación, modificaciones probables, mantenimiento de tránsito durante la construcción, etc. Análisis del costo anual, beneficio del usuario, y sus relaciones para cada variante. Análisis de los tres últimos puntos en conjunto y buscar conclusiones para el proyecto definitivo. 11. Proyecto Final. Preparación de todos los planos necesarios, hacer el análisis de la obra, cómputo, análisis de precios, presupuestos, modificaciones, etc. 12. Criterios a Seguir. Se consideran dos criterios básicos para el intercambio de vehículos en las intersecciones de una autopista y un camino transversal.

- Permitir la transferencia del camino transversal, y desde la autopista, a los caminos de una red que se conecta con la misma.

- Permitir un intercambio entre autopistas o entre caminos

principales. En general, no se deben permitir conexiones con tránsito local cuando no se trata de este segundo caso, debido a los nuevos conflictos que se introducirían

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en el sistema de interconexión. El problema de la ubicación de las interconexiones es diferente en zonas rurales y en zonas urbanas. En el caso de interconexiones urbanas las primordiales consideraciones son Operación de Tránsito y Capacidad: debe estudiarse bien el tránsito que llega y sale de la autopista de y a la red arterial urbana para evitar el embotellamiento, tanto en la autopista como en las calles urbanas y, con más razón, en el distribuidor. En zonas rurales donde la capacidad no es un problema grande basta con balancear el servicio del tránsito local con un costo razonable. En mucho influye la ubicación de la autopista, cuando de ubicar distribuidores de tránsito se trata. Tanto es así que la construcción de una autopista sobre un trazado existente o sobre un camino en uso invariablemente provoca más necesidad de distribuidores de tránsito que si estuviera ubicada sobre un trazado nuevo en su totalidad. El camino existente sobre el cual se construye la autopista, posee ya servicios y compromisos que, forzosamente, han de recaer en ella. Caso contrario, la autopista, con un trazado nuevo, busca sus propias entradas y salidas en función de las necesidades que crea ese trazado. En otros términos: en el primer caso, la autopista, es una función de las necesidades, en tanto que, en el segundo, las necesidades se han de adaptar a la autopista para un mejor servicio del usuario. C. OBRAS DE ARTE EN LOS INTERCAMBIADORES: ALTO

NIVEL O BAJO NIVEL Antes de analizar los diversos tipos de distribuidor, es conveniente hacer una incursión en el esquema alto nivel vs. bajo nivel. Sabemos que pueden utilizarse diversos tipos de estructuras para separar niveles de caminos que se cruzan o acceden uno a otro, o de caminos y ferrocarriles. El mejor será aquél que no provoque o provoque muy poca inhibición en el conductor, inhibición en el sentido de sensación de restricción o alerta, que produzca inquietud en su viaje. Lo que se ha de buscar es que el usuario tenga siempre el mismo comportamiento al usar el camino o la autopista, tanto en zona libre como en zona de intersección.

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Debemos, en consecuencia, diseñar la o las estructuras del distribuidor de tal manera, que se otorgue la misma sensación de seguridad al circular cerca de ellas o en ellas mismas. Pilares, muros, estribos o columnas, deben estar suficientemente alejadas del borde, como mínimo fuera de la banqueta o en su borde exterior, en lo que llamamos redondeo de banqueta. En otros términos, la estructura ha de ser función de la autopista y no la autopista una función de la estructura. 1. Bajo Nivel. Cuando la autopista debe pasar bajo nivel (por debajo) contará con estructuras de tipo simple, de buena apariencia, esbeltas y modernas y que permitan su ensanche si llegara a ser necesario. Pueden ser de luz libre total -de borde exterior a borde exterior de banquetas exteriores- si fuera posible, como también, no han de tener muros, sino pilares en sus extremos. Los taludes bajo la estructura deben ser tendidos en larga transición con el talud de la autopista. Los extremos abiertos son los que se recomiendan, por cuanto pierden bastante de la restricción que ofrece el muro. 2. Alto Nivel. Cuando la autopista no tenga restricciones constructivas, se la hará pasar siempre en alto nivel (sobreelevado). Se tendrá un diseño depurado y una autopista de primera línea. D. TERRAPLEN O VIADUCTO Otra opción que debe analizar el proyectista es la referente a proyectar la obra, a distinto nivel, con un terraplén o mediante un viaducto. La ecuación técnico-económica, que como siempre es la que bien balanceada proporciona el mejor proyecto, debe complementarse en estos casos con un estudio del desarrollo urbanístico y del paisaje.

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Un terraplén obstaculiza la visual, incomoda psíquicamente al conductor, lo inhibe en cierta forma. Desde el punto de vista del paisaje se plantea la construcción de una verdadera pantalla que corta su continuidad y muchas veces su esplendor. Desde el punto de vista urbanístico, en especial en áreas pobladas, el terraplén corta en dos partes la zona de influencia. El viaducto, todo lo contrario, permite una amplia visual, mejora el paisaje, dándole continuidad, permite el paso de un lado a otro, etc. En consecuencia los puentes que forman parte de la intersección a distinto nivel son estructuras que deben ser analizadas debidamente en función del servicio que se espera de ellos y por consiguiente de los volúmenes de tránsito que usarán el distribuidor. Esto significa que deben diseñarse como tal: como parte integrante del sistema de intersección a distinto nivel en estudio y proyecto. En la actualidad se concede que las grandes estructuras viales pueden construirse con alineamientos curvos, peraltes y secciones transversales variables, adecuados a las distintas velocidades de proyecto y tipos de vehículos, de manera que se amolden al diseño de la intersección de diseño superior. La estructura no debe afectar ni psíquica ni físicamente en el comportamiento del conductor. Este es el objetivo que debe seguir el proyectista cuando trabaja en proyectos de intersecciones de caminos de alta velocidad. Los espacios entre pilares o estribos deben preverse de tal manera que el conductor no perciba su existencia. Esto es importante cuando se estudia la relación bajo-alto nivel. El hecho de que un mayor ancho es preferible a una mayor luz por razones económicas, es muy importante para tener en cuenta. Sin embargo puede suceder que las condiciones topográficas o físicas predominantes determinen la conveniencia de favorecer uno u otro camino en la intersección, aún cuando desde todo punto de vista es necesario que el camino más importante sea el que reciba mejor trato en la misma: alineamiento, distancias de visibilidad, y demás elementos geométricos de diseño. Por ejemplo las distancias visuales en curvas verticales cóncavas, ubicadas en las proximidades de un bajo nivel pueden verse restringidas por el tablero del puente. Empero, si el diseño no es de inferior calidad la distancia de visibilidad de parada es fácilmente asimilable a la distancia disponible bajo la estructura, con excepción de la distancia requerida para las altas velocidades de los automóviles. Por ello es conveniente restringir las velocidades en las inmediaciones de la intersección.

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E. UTILIDAD DE LAS INTERSECCIONES A DIFERENTE NIVEL Las intersecciones a distinto nivel eliminan los conflictos de cruce vivo de vehículos y por lo tanto la capacidad que ofrecen se aproxima a la suma de las capacidades de los caminos que se interceptan; la separación de niveles permite circular, prácticamente sin interferencias, al tránsito directo, y la intercomunica-ción entre ambas rutas mediante rampas de diseño adecuado, permite al tránsito que pasa de una a otra, realizar todas las maniobras requeridas con facilidad, seguridad y fluidez. Para la elección de los diferentes tipos de intersecciones a distinto nivel, y sus diseños, debe tenerse en cuenta un conjunto de factores de los cuales los predominantes son como en todo proyecto de obra vial los relativos al tránsito y que comprenden: velocidad de diseño, volumen horario para el diseño, características y composición del tránsito. La topografía y la posibilidad de obtener una adecuada Zona de Camino, juegan un papel muy importante en la selección del tipo de intersección. Las fuertes pendientes a que puede obligar la primera, y los reducidos radios de curvatura que serán una consecuencia de una zona de camino muy restringida, no solo son factores peligrosos y poco confortables para los conductores sino que limitan la capacidad de la intersección. Las ventajas que presentan las intersecciones a distinto nivel, a parte de la fundamental de su capacidad son en resumen las siguientes:

a) Eliminar no sólo los cruces directos sino también los originados por giros a la izquierda en general, asegurando por tanto un alto grado de seguridad al tránsito.

b) Los vehículos no se ven obligados a detenerse ni a reducir

apreciablemente sus velocidades, lo que determina considerables ahorros de tiempo y de costos de operación agregándose a ello la comodidad, seguridad y fluidez en la conducción.

c) El diseño en general es flexible y puede adaptarse

prácticamente a todas las posiciones relativas posibles de los caminos que se cruzan.

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d) Por último, permiten su construcción por etapas, pudiendo diferirse la ejecución de algunas de sus partes hasta que sean realmente necesarias para el tránsito o las condiciones económicas lo permitan.

En cambio ofrecen algunos inconvenientes como ser el costo elevado de construcción y mantenimiento, así como el de la adquisición de la superficie de terrenos necesaria; obligan a perfiles de curvas verticales convexas y cóncavas con pendientes relativamente pronunciadas en uno o ambos caminos que se interceptan, lo que es muy perceptible en terreno llano. Las intersecciones o interconexiones a distinto nivel son, en síntesis sistemas que eliminan el riesgo y las demoras en los cruces o empalmes de caminos. En realidad se trata de un puente o puentes que permiten al tránsito de los dos caminos, circular sin interferencia alguna, salvo los de convergencia o divergencia y excepcionalmente cruce. F. TIPOS DE INTERCONEXIONES 1. Elementos que componen las intersecciones a distinto nivel. El factor básico que determina el modelo de intersección a diseñar y que causa diferencias en la Operación de Tránsito es lo que se llama Ordenamiento del Movimiento, que en realidad se refiere a lo que llamamos puntos de conflicto.

A continuación se detallan algunos tipos, los más comunes, del ordenamiento del movimiento en las zonas de los puntos de conflicto:

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2. Trébol de Cuatro Hojas.

Posee rampas para giros a la izquierda y ramales exteriores para giros a la derecha. En cada cuadrante se resuelven dos movimientos. a. Ventajas.

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- Una sola estructura resuelve los movimientos de vinculación entre

las dos rutas.

- No hay detenciones, pues los conflictos de cruce no se presentan, y permiten una circulación fluida.

- Bajo nivel de riesgo, excepto en los cruces de entrecruzamiento.

b. Desventajas.

- Ocupa una gran superficie.

- Incomunica a los cuatro sectores en el caso de dos autopistas.

- Las zonas de entrecruzamiento presentan riesgos por fricción lateral debido a la diferencia de velocidad.

- La velocidad de vinculación a través de las rampas es baja, por ser

pequeños los radios. 3. Intercambiador Tipo Diamante. Se proyecta cuando una de las rutas o avenidas, es de menor importancia, y se permiten cruces a nivel, para efectuar los giros a la izquierda. El diamante puede ser alargado (zona urbana) o ensanchado, ya sea que los puntos de contacto estén, más o menos, alejados de la autopista o vía principal. En cada cuadrante hay una rampa de sentido único, todos los giros a la izquierda se efectúan desde o hacia la avenida de menor importancia.

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a. Ventajas.

- Una sola estructura resuelve todos los movimientos de vinculación.

- Ocupa menos superficie.

- Reduce los riesgos sobre la autopista principal.

- Mantiene la vinculación entre las zonas vecinas locales, a ambos

lados de la autopista. b. Desventajas.

- Hay detenciones en la calzada de menor importancia.

- Hay numerosos conflictos provocados por los cruces a nivel de los giros a la izquierda.

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4. Intercambiador Direccional.

a. Ventajas.

- Alta velocidad.

- Alta seguridad.

- Movimiento fluido y continuo.

b. Desventajas.

- Alto costo.

- Numerosas estructuras.

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5. Otros Tipos. Hay muchos otros tipos de intercambiadores Y, T y múltiples. Son parte esencial de una autopista, pero también pueden ser parte necesaria en avenidas rápidas y de alto tránsito. Pueden variar desde simples ramales de conexión, entre calles locales, a complicadas soluciones entre dos o más autopistas. Por eso, la mayoría de los principios que aquí se tratan, son aplicables tanto a las autopistas, como a otra clase de caminos de cierta importancia. 6. Rotondas. Las maniobras de entrecruzamiento, limitan el uso de rotondas a un régimen de baja velocidad, baja capacidad, aunque fluido y continuo.

a. Ventajas.

- Fácil comprensión.

- Permite todos los movimientos.

- Movimiento continuo.

b. Desventajas.

- Baja capacidad.

- Baja velocidad.

- Considerable superficie.

- Zonas de entrecruzamiento cortas.

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Pueden ser a nivel o a desnivel. A continuación se indica un esquema a desnivel:

G. PRINCIPALES CONSIDERACIONES DE DISEÑO Factores a tener en cuenta:

a. Control de accesos. b. Eliminación de puntos de congestión. c. Eliminación de riesgos. d. Ubicación en función de la topografía. e. Beneficios para el usuario. f. Volúmenes de tránsito.

Aparte de las autopistas, la falta de capacidad de una intersección a nivel, es suficiente justificativo para pensar en un intercambiador.

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H. UBICACION DE INTERCAMBIADORES La ubicación y selección de cruces para ser interconectados, se realiza conjuntamente o inmediatamente después del trazado inicial. A veces la ubicación del cruce, puede determinar la ubicación de la ruta. Se deben tener en cuenta tres factores fundamentales para la ubicación y elección del tipo de distribuidor, a saber:

- Correcta separación entre conexiones.

- Uniformidad de diseño de los intercambiadores.

- Continuidad de circulación del tránsito pasante. I. SEPARACION La correcta separación entre intercambiadores, debe garantizar el espacio suficiente para maniobras de entrecruzamiento, divergencia y convergencia sobre la autopista, así como indicaciones de giros de señalización progresiva en calles y avenidas. En el Cuadro A3.l se dan indicaciones sobre espaciamiento mínimo entre intercambiadores.

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CUADRO A3.1

J. UNIFORMIDAD Un comportamiento eficiente y seguro durante el manejo de un vehículo, depende en gran parte del máximo conocimiento anticipado que tenga el conductor de las acciones necesarias que le permitan conducir suavemente. Las maniobras inesperadas y reacciones peligrosas, tienen lugar mayormente cuando el conductor se encuentra con lo inesperado. Un principio simple y muy importante es que el conductor debe saber con suficiente anticipación en que carril debe circular, especialmente en áreas urbanas, donde las autopistas y avenidas tienen varios carriles y los puntos de decisión son frecuentemente cercanos.

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Una correcta señalización es útil, pero es mejor un correcto diseño de la configuración de los carriles. Por eso es deseable, que las salidas se sitúen siempre a la derecha, ayudando así al conductor, quien esperará una configuración previsible. Del mismo modo, la uniformidad de salidas hace recomendable ubicar una sola salida por intercambiador, preferiblemente antes del cruce. Cuatro tipos básicos de intercambiadores, con las salidas ubicadas convenientemente, indican un ejemplo de uniformidad en este sentido.

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Posiblemente, circunstancias especiales obligarán a adoptar variantes de estos tipos de intercambiadores, pero se debe pretender elegir diseños que incorporen uniformidad. El trébol parcial, requiere cruces a nivel para algunos giros a la izquierda, por lo que no sirve en el caso de dos autopistas con control total de accesos, donde son más apropiados los dos últimos casos, o una combinación de ambos. Es deseable, que en cada intersección se provea ramales de salida y entrada para todos los movimientos. Por eso es deseable unificar en un solo punto los cruces que puedan llegar al intercambiador en dos lugares cercanos (en forma de T), y configurar un cruce típico.

La necesidad de uniformidad, es tan importante en autopistas como en avenidas. El conductor debe saber con anticipación a que se va a enfrentar y en que carril se debe colocar, para evitar imprevistos y maniobras bruscas. Debemos simplificar las decisiones del conductor y espaciarlas convenientemente. Los volúmenes de tránsito en los distintos cruces de una autopista variarán desde el tránsito mínimo hasta quizás volúmenes mayores al de la autopista.

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En la mayoría de los cruces, el tránsito será mínimo por lo que será suficiente en ellos diseñar intersecciones estándar, aunque su capacidad no se vea colmada, reservando diseños especiales solamente para aquellos casos de volumen de tránsito extremadamente bajo o cruces de gran tránsito. Por ejemplo, suprimir algunos giros a la izquierda en avenidas, espaciando dicha posibilidad, mejorará el funcionamiento y proveerá uniformidad. K. CONTINUIDAD Hasta ahora se ha visto que la uniformidad de diseño en la ubicación de ramales provee seguridad y eficiencia para aquellos conductores que pretendan salir de la autopista y del mismo modo es necesaria la seguridad y la eficiencia para el conductor que sigue su camino, con el tránsito pasante. Idealmente, éste debe continuar su camino en forma natural y suave en su carril sin verse enfrentado a punto de decisión. Para la continuidad de una autopista o avenida, por lo menos dos carriles deben seguir a través de la ciudad, sin terminar ninguno de ellos, ni salir. En caso de que el tránsito principal o pasante gire a la izquierda, en coincidencia con una salida hacia la derecha, es conveniente corregir el ramal de salida de tal manera que la salida sea bien evidente hacia la derecha, y no aliente o atraiga el tránsito pasante hacia ella.

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CONTINUIDAD DE LA RUTA PRINCIPAL: SALIDA El movimiento natural del conductor debe ser el de continuar en la ruta principal.

De cualquier manera si bien es deseable ajustarse a estos criterios de espaciamiento, uniformidad y continuidad, puede haber factores más poderosos, especialmente las limitaciones económicas, expropiaciones de alto costo comercial, histórico o social, motivos topográficos etc., que nos pueden hacer elegir soluciones que no conformen rigurosamente estos principios. L. CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO DE AUTOPISTAS

SUPUESTAS CONOCIDAS El número de vías: la estimación del número de vías se fijará de acuerdo a los estudios de capacidad, niveles de servicio y volúmenes previstos para los distintos tramos de la autopista o avenida. El cálculo del número de carriles se analiza más adelante.

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1. El Medio Ambiente. Una obra vial, por ser de una magnitud considerable, puede afectar al medio ambiente y a la naturaleza en su entorno. La ubicación y desarrollo de una nueva autopista urbana o suburbana, necesariamente interactúa con el sistema natural, la cantidad, calidad y la accesibilidad de los recursos naturales. Algunas decisiones en la ubicación de una autopista pueden favorecer el acceso y la calidad del entorno, convirtiendo zonas marginales en zonas aprovechables, parquizadas o ajustadas al desarrollo y uso urbano. 2. Topografía. Es un factor fundamental en la elección del tipo de autopista e intercambiadores a aplicar, pudiendo limitar severamente las posibilidades de solución. Generalmente, un buen diseño, debe respetar al máximo la topografía existente, y en consideración a la preservación del medio ambiente, el mantener los desmontes y rellenos al mínimo, y seguir la conformación del terreno, mejor servirá a la cultura existente y al uso de la tierra, y minimizará la erosión y los problemas de sedimentación. Los cursos de agua y sus sistemas de vida, se deben alterar lo menos posible. 3. Señalización y Demarcación. La facilidad para transitar en los intercambiadores, esto es, claridad en la demarcación de los carriles a seguir, seguridad y eficiencia, dependen en grado sumo del espaciado, el diseño geométrico y una correcta señalización.

Las distancias mínimas entre ramales sucesivos, dependen en gran parte de la posibilidad de proveer una correcta señalización para informar, prevenir y guiar a los conductores; ésta señales y demarcaciones, deben cumplir con las normas respectivas.

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4. Desvíos de Tránsito Durante la Construcción. El mantenimiento del tránsito durante la construcción es un tema que debe ser cuidadosamente planeado y ejecutado. Es fundamental evitar congestiones de tránsito precisamente en el lugar en que el contratista necesita espacio para trabajar efectivamente. Si de acuerdo a las características de la obra, es necesario cortar una determinada vía, se debe planear anticipadamente el desvío del tránsito, para hacerlo efectivo durante la ejecución de las obras. No hay una norma que contemple todos los casos posibles, pero se pueden mostrar algunos ejemplos, tal como se indican en los esquemas de la siguiente página. 5. Construcción por Etapas. En algunos casos, un intercambiador se construye por etapas, para ajustarse a los presupuestos disponibles, o para acomodarse a cambios futuros en el área, o simplemente por acompañar al crecimiento del tránsito. Esta posibilidad, requiere una selección tal del diseño, que permita construir las diferentes etapas con vistas a completar en el futuro el diseño final, con un máximo aprovechamiento de las obras parciales ejecutadas, atendiendo a su factibilidad y dando debida consideración al mantenimiento del tránsito durante las etapas constructivas. Cuando fuera posible, la zona de camino necesaria para el futuro desarrollo, se debe adquirir o reservar en la etapa inicial.

46- A

MANTENIMIENTO DEl TRANSITO DURANTE LA CONSTRUCCION, ALTERNATIVAS DE CIRCULACION

47- A

6. Número de Vías o Carriles. Equilibrio de Vías. Los estudios de tránsito y los análisis de capacidad, determinarán el número básico de vías que formarán las calzadas principales de la autopista, se deben establecer para una considerable longitud de camino, y no debe cambiarse entre intercambiadores, aún en el caso en que el tránsito disminuya debido a que importantes volúmenes se han derivado en dichos cruces. Debe haber continuidad en el número básico de vías. En el caso de que el tránsito lo demande, se recurrirá a vías adicionales, durante el trecho necesario. Para determinar el número de carriles en una autopista, como también para establecer la ubicación de los lugares que necesiten carriles adicionales de tránsito (en cuestas e intersecciones) se utiliza la siguiente fórmula:

C

t

NZEN

n = (A3 . 1)

Donde: n = Número necesario de carriles. Nt = Intensidad horaria de tráfico transformada a vehículos livianos, vehículos livianos por hora. E = Coeficiente de variación por temporada o período

del flujo vehicular. Z = Coeficiente de carga de la vía por tráfico con relación a su capacidad. NC = Capacidad típica de un carril, vehículos livianos por hora.

48- A

El coeficiente de variación temporal del flujo vehicular se calcula con la siguiente fórmula:

hNHPT

E = (A3 . 3)

Donde:

Nh = Volumen horario de tráfico de la hora máxima ( tomar de distribución horaria del TPDA), vehículo por día.

TPH = Tráfico promedio horario, vehículos por hora. Se recomienda que

para cada sentido de giro del flujo vehicular se calculen por lo menos tres valores máximos del coeficiente “E” y obtener un “E” promedio a partir de esos valores.

7. Capacidad del Flujo Vehicular. Es la máxima cantidad de vehículos que un carril puede permitir pasar en una unidad de tiempo bajo un régimen de flujo vehicular parcialmente fluido y con cierta disminución en la velocidad respecto a la de un vehículo individual. La capacidad típica de flujo vehicular de un carril se calcula según la siguiente fórmula:

43

G

G

ll6,3

VV1000

NC++

= (A3 . 4)

Donde:

Vc = Velocidad promedio del grupo vehicular, km por hora.

13 = Longitud del vehículo liviano de diseño, m. 14 = Distancia de seguridad entre vehículos (~ 10 m)

49- A

CUADRO A3.2

ESTADOS CARACTERISTICOS DEL FLUJO VEHICULAR

50- A

8. Velocidad Promedio del Grupo (flujo) Vehicular. Al aumentar la intensidad del tráfico aumentan las interferencias entre los vehículos y la velocidad media del grupo disminuye. El valor de esta velocidad se la establece de acuerdo a la siguiente fórmula: NVV CG α−= (A3 . 5)

Donde:

VC = Velocidad de circulación de un vehículo individual, km por hora (Depende de las condiciones de la vía y del clima).

α = Coeficiente de disminución de la velocidad. Su valor

depende de la composición del tráfico: si los vehículos livianos conforman el 20% del total, a=0,00l6; si conforman el 50%, a=0,012 y si conforman el 80%, a=0.008.

N = Intensidad horaria del tráfico o tráfico promedio horario,

vehículos por hora (También se puede considerar en forma aproximada que N=8% a 10% del TPDA).

9. Intensidad de Tráfico Transformada a Vehículos Livianos. La intensidad del tráfico transformada a vehículos livianos es un parámetro que tiene capital importancia en el cálculo del número de carriles, por cuanto sirve para valorar las condiciones de trabajo de las vías en consideración ya que el paso por la vía de vehículos pesados con velocidades reducidas no es equivalente por espacios de tiempo a un número igual de vehículos livianos que se desplazan con mayor facilidad y rapidez.

51- A

Por ésta razón para caracterizar la cantidad de vehículos que puede la rampa o un carril de vía dar cabida, a la intensidad real se la transforma o reduce a una intensidad equivalente en vehículos livianos. Para esto se introducen los coeficientes de transformación que son los que caracterizan cuantos vehículos livianos podrían pasar por un sector dado de la vía o rampa en el tiempo que demora en pasar un vehículo pesado. El número de cada tipo de vehículos (livianos, buses, pesado) se multiplica por su respectivo coeficiente que lo obtenemos del Cuadro A3.3 (Coeficientes de Transformación a vehículo liviano)

CUADRO A3.3 COEFICIENTES DE TRANSFORMACION A VEHICULO LIVIANO

52- A

La fórmula para calcular la intensidad de tráfico reducida a vehículos livianos es la siguiente: ∑ α= ioiT TN (A3 . 6) Donde:

NT = Intensidad de tráfico horario transformada a vehículos livianos, vehículos livianos por hora.

TPI = Tráfico promedio horario proyectado a “n” años por “i” tipo

de vehículo, vehículos por hora.

iα = Coeficiente de transformación de “i” tipo de vehículo.

Desglosando la fórmula anterior para los diferentes tipos de vehículos queda de la siguiente manera:

XPX3C3PC2C2PCBUSPBUSLIVPLIVT T....TTTTN α++α+α+α+α= (A3 . 7) Donde: TPliv = Tráfico proyectado de vehículos livianos. TPbus = Tráfico proyectado de buses. TpC2 = Tráfico proyectado de camiones de 2 ejes. TpC3 = Tráfico proyectos de camiones de 3 ejes o más. TpX = Tráfico proyectado de “x” tipo de vehículo (otros).

53- A

= Coeficientes de transformación para los respectivos tipos de vehículos.

X3C2CBUSLIV ,,,, ααααα

Una vez determinado el número de vías para cada autopista, se debe verificar el cumplimiento de ciertas reglas generales, que se indican a continuación:

1. El número de vías después de un punto de convergencia, no debe ser menor que la suma de las vías convergentes menos uno.

2. Cuando un ramal de dos vías accede a una autopista, el

número de vías de la autopista debe ser aumentado por lo menos en una vía (máximo dos).

3. Cuando un ramal de dos vías egresa de una autopista, el

número de vías de la autopista debe ser reducido en una vía a continuación de la salida.

4. El número de carriles de una autopista no debe ser reducido en

más de un carril por vez.

Ejemplos CONVERGENCIA DIVERGENCI A

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M. ELEMENTOS DE DISEÑO DE INTERCAMBIADORES 1. Ramales. Hay cuatro tipos básicos de ramales:

1. Ramales de giro a la derecha.

2. Rampas.

3. Ramales de giro a la izquierda:

a) semidirectas, y b) directas.

55- A

Los ramales de giro a la derecha, pueden variar algo su forma y ubicación ya sea en forma diagonal o paralela a la autopista, pero siempre conectan directamente con la otra autopista o avenida interceptada, siendo en general los que menos problemas o conflictos ofrecen. Las rampas, son ramales para giro a la izquierda, que tienen su salida a la derecha de la autopista, girando a la derecha alrededor de 270º. Los ramales de giro a la izquierda semidirectas, son ramales que necesitan estructuras para salvar una o más calzadas, y que tienen una desviación parcial de la trayectoria deseada. En el caso de los ramales de conexión directa, prácticamente no hay desviación con respecto a la trayectoria deseada, y corresponde su aplicación para el caso en que el giro es tan importante que justifica darle un tratamiento de continuidad similar al de la calzada principal, en el cual el movimiento de salida hacia la izquierda, se efectúa de una forma natural. 2. Velocidad Directriz en los Ramales. Generalmente las normas de diseño de un ramal, tanto desde el punto de vista altimétrico como planimétrico, corresponden a una velocidad directriz menor que aquellas de la autopista o avenida que cruza, aunque en algunos casos, puede ser igual. En el caso de un trébol, en la intersección entre una autopista y una avenida de menor importancia, o que permite cruces a nivel, cuando la rampa o el ramal llegan a ésta última, se pueden permitir giros a la izquierda para ambos, representando esto una alternativa que permite suprimir en casos excepcionales, algunas rampas o ramales para los movimientos correspondientes. Las conexiones directas, acortan el camino con respecto al recorrido por algún tipo de ramal, pero debido a que requieren dos o más estructuras, su costo inicial es muy alto.

56- A

En las conexiones semidirectas, se debe dar preferencia a los tipos indicados con el número 1 y 5 por salir y entrar a la autopista por el lado derecho.

57- A

CUADRO A3 . 4

1. La velocidad de diseño de este cuadro, es aplicable al ramal propiamente

dicho, y no a la zona de comienzo o terminación del mismo que responden a normas específicas, y el radio mínimo debe aplicarse a la curva de radio menor del ramal.

2. Ramales para giros a la derecha: Generalmente no presentan problemas y

se puede ubicar fácilmente la velocidad de diseño entre la deseable y la mínima.

3. Rampas: Generalmente no se pueden obtener valores deseables de

velocidad de diseño. Velocidades de diseño por encima de los 50 Km/h, requieren grandes áreas, y la longitud del giro a la izquierda a través de la rampa, resulta considerablemente aumentada.

4. Conexiones semidirectas: Son aplicables velocidades de diseño

comprendidas entre el valor deseable y el mínimo. No se debería usar velocidades de diseño menores a los 50 Km/h.

58- A

5. Se deben usar las velocidades de diseño deseables. El mínimo preferible, deberá ser 65 Km/h, y nunca menor de 40 Km/h.

6. Para vincular autopistas de distinta velocidad, la velocidad de diseño

puede variar a medida que se acerca a la segunda avenida acorde con las velocidades respectivas.

7. Al llegar un ramal a una intersección a nivel, lasvelocidades de diseño del

cuadro anterior, no son aplicables, y se deben utilizar las normas para giros a nivel, que no corresponden a éste anexo.

3. Curvatura de los Ramales. Es deseable que un ramal tenga el mínimo de radios distintos, para hacer la marcha del conductor más uniforme, sin aceleraciones ni frenados ni modificaciones de la fuerza centrífuga a medida que se recorre. En el caso de un ramal con curvas, es sumamente conveniente que entre dos curvas sucesivas, haya un tramo recto, y que su longitud sea del mismo orden que la longitud de cada curva, para permitir el desarrollo de los cambios de peralte y brindar uni-formidad de diseño. En el caso de las rampas, es conveniente que estén formadas por un único radio para el trayecto general de la mismo, con transiciones espirales o curvas de dos centros al comienzo y al final del recorrido. Las espirales son preferibles porque la curvatura varía en función del recorrido del vehículo, y su consiguiente variación de velocidad. Las longitudes mínimas de las espirales, variarán entre 20 metros para un ramal cuya V.D. sea 30 Km/h, a 60 m. para una V.D. de 70 Km/h dependiendo del peralte utilizado.

59- A

4. Longitud del arco circular para curvas compuestas Cuando están seguidas por una curva de radio igual a la mitad , o precedidas por una curva de radio igual al doble.

5. Distancia de Visibilidad de Parada. El alcance visual del conductor en un ramal, debe ser por lo menos igual a la distancia de frenado, de acuerdo al siguiente cuadro, que fue calculado para el ojo del conductor ubicada a 1.15 m sobre el nivel de la calzada y para un objeto ubicado a 0.15 m, sobre la misma.

CUADRO A3.5 DISTANCIA MINIMA DE VISIBILIDAD PARA RAMALES

Es deseable en la zona de salida de los ramales, tener una visibilidad completa de la zona terminal, incluyendo la nariz del ramal.

60- A

6. Pendientes en los Ramales y Perfil Longitudinal. Las pendientes en los ramales, deben ser tan bajas como sea posible, pero pueden ser más altas que las de las respectivas calzadas principales que interconectan.

1. Las pendientes en los ramales no deben superar el 6%.

2. Cuando el número de camiones pesados es mayor que el 10% del tránsito total, no deberían superar el 4%.

3. En casos excepcionales, la pendiente en un ramal puede alcanzar

el 10%. Su uso debe ser limitado a ramales cortos, con volúmenes de tránsito bajos. Una pendiente alta no es objetable si ayuda a la aceleración o deceleración cuando es necesaria.

4. Los ramales de alta velocidad deben tener generalmente

pendientes más bajas que los ramales de baja velocidad y bajo volumen de tránsito.

5. Los ramales descendentes con radios pequeños no deben ser más

empinados que aquellos ascendentes, por la dificultad del conductor en transitarlas y el fuerte efecto centrífugo a que se ve sometido el vehículo.

El perfil de un ramal, generalmente está formado por das curvas verticales de distinto sentido, unidas por un tramo en tangente. Sobre ésta última, se determina la pendiente máxima; la distancia de visibilidad se debe verificar tanto sobre el alineamiento vertical como sobre la planimetría. Se debe evitar que una curva horizontal aparezca de repente, al final de una curva vertical, y es preferible que se desarrollen conjuntamente, haciendo más previsible su desarrollo. 7. Peralte y Pendientes Transversales.

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Se adjunta una tabla que nos indica el rango, o entre que extremos debe variar la pendiente transversal de un ramal, en función del radio y la velocidad de diseño. En tramos de recta, la pendiente transversal normalmente es del 2% descendente hacia el lado derecho del ramal.

CUADRO A3.6 PERALTES PARA CURVAS EN RAMALES Y RAMPAS

EN FUNCION DE “R” Y “V.D.”

Es preferible usar la mitad o el tercio más alto del rango indicado. El cambio de pendiente transversal en un ramal, debido a la formación de un peralte determinado, o cuando cambia el sentido de las curvas horizontales, con el

62- A

consiguiente cambio de sentido del peralte, no debe superar ciertos valores por unidad de longitud del ramal, y se indica en el siguiente cuadro.

CUADRO A3.7 CAMBIO DE PERALTE (en %) POR LONGITUD DEL RAMAL O

RAMPA

Otro punto importante, es el desarrollo de la pendiente transversal en el comienzo de los ramales, en coincidencia con el perfil de las calzadas principales. La pendiente transversal debe aumentar hacia el lado derecho, sin superar los valores indicados en el siguiente cuadro.

CUADRO A3.8 MAXIMA DIFERENCIA DE PENDIENTE TRANSVERSAL (%)

EN COMIENZO Y FIN DE LOS RAMALES Y RAMPAS

8. Ancho de los Ramales y Rampas.

63- A

Los anchos de los ramales, son función del radio, tipo de operación y tipo de vehículo. Los ramales o carriles de vinculación, pueden diseñarse para operar en uno o dos sentidos, dependiendo de las características geométricas de la intersección. Los anchos de pavimento se clasifican de acuerdo al tipo de operación que utilizarán en:

Tipo 1: Un carril, un sentido de marcha sin rebasamiento de vehículo detenido.

Tipo II: Un carril, un sentido de marcha, con rebasamiento de

vehículo detenido.

Tipo III: Dos carriles, para operar en uno o dos sentidos de circulación.

El caso 1 se utiliza para giros de poca importancia y en ramales o rampas cortas, donde no se supone la detención de un vehículo, no obstante se recomienda en el caso de tener bordillos, que sean de tipo montable. 9. Carriles de Aceleración y Desaceleración. Un conductor que sale de la autopista debe desacelerar hasta alcanzar la velocidad de circulación de la rampa. Un conductor que entra en una autopista desde un ramal debe acelerar hasta alcanzar la velocidad de circulación de la autopista. A tal efecto, se debe proveer un carril auxiliar para minimizar la interferencia con el tránsito que continúa su recorrido, reduciendo las posibilidades de accidente. Estos carriles auxiliares, se denominan carriles de aceleración y deceleración, y existen dos clases según tengan forma de cuña o sean paralelos a la calzada principal. Las variaciones de velocidad para pasar de un ramal a la autopista son similares a las variaciones de velocidad necesarias para pasar de la misma autopista al ramal, pero de signo contrario.

64- A

Sin embargo, un vehículo necesita menos distancia para desacelerar que para acelerar una cierta cantidad de Km/h. Es debido a esto que se ha adoptado en la mayoría de los países como norma, que se aplique el carril de deceleración tipo cuña para el comienzo de los ramales de salida y el carril de aceleración tipo paralelo para las rampas de entrada a la autopista o avenida.

CUADRO A3.9 ANCHO DE DISEÑO DE CARRILES DE GIRO EN INTERSECCIONES

65- A

CONTINUACION CUADRO A3.9 MODIFICACION DEL ANCHO SEGÚN EL TRATAMIENTO

LATERAL USADO

CONDICION A: Volumen de camiones pequeños. Ocasionalmente algún camión grande. CONDICION B: Volumen de camiones moderado. 5 al 10% del tránsito total. CONDICION C: Volumen de camiones grandes > 10%

10. Entradas. La figura “a” muestra una entrada tipo cuña, la que es aplicable para diferencias no muy importantes de velocidad entre el tránsito de la calzada principal y el tránsito de la rampa. En el caso de la entrada en cuña, la convergencia deseable, será de 1:50, entre el borde exterior de la rampa, y el borde derecho de la calzada principal. Este grado de convergencia, provee una adecuada entrada de los vehículos provenientes de la rampa, en la corriente principal. La geometría del ramal, debe ser tal que permita al conductor, alcanzar una velocidad igual a la de la autopista, menos 10 Km/h en el momento en que alcanza el punto donde el borde izquierdo del ramal, toca el borde derecho de la calzada principal.

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La distancia requerida está determinada por la diferencia de velocidad de diseño entre el ramal de la autopista, y se muestra en el cuadro siguiente:

LARGOS MINIMOS PARA LOS CARRILES DE ACELERACION

En el caso de carril de ingreso tipo cuña, se entiende que parte de la aceleración ocurre en el sector del ramal ubicado antes de llegar a la nariz, mientras que en el tipo paralelo, la aceleración ocurre después de esta. Cuando el ramal transcurre en pendiente, los largos indicados se deben afectar de un coeficiente, de acuerdo con el cuadro siguiente:

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COEFICIENTES PARA LA CORRECCION DE LA LONGITUD DE LOS CARRILES DE DECELERACION Y ACELERACION EN FUNCION DE LA PENDIENTE

11. Salidas. Los ramales de salida con carril de deceleración tipo cuña, permiten seguir una trayectoria cómoda, al salir de la autopista.

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El comienzo del carril de deceleración, debe formar un quiebre con la finalidad de indicar claramente el punto para apartarse de la calzada principal y la experiencia ha demostrado su buen comportamiento. El quiebre debe ser del 7% al 8% es decir, un apartamiento de 7 a 8 cm transversales por metro longitudinal. El quiebre no se debe acentuar más, para evitar la disminución de velocidad de los vehículos antes de salir al carril auxiliar, lo que provocaría un riesgo de colisión con los vehículos, que transiten detrás suyo. Una vez fuera de la calzada principal, el cambio de velocidad se puede efectuar, en forma segura.

SALIDA TIPO CUÑA

12. Salida Tipo Cuña. La deceleración se debe efectuar después que el vehículo ha salido de la autopista, y antes de alcanzar el punto que limita la velocidad de diseño del ramal.

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Para el caso de salidas cuya calzada principal es en curva a la derecha, se curvará el carril de deceleración y se variarán los radios indicados, de tal manera que se mantenga la divergencia indicada, con respecto al borde de calzada principal. Para el caso de salidas de calzadas principales curvadas a la izquierda, se debe tratar de evitar, o diseñarlas asegurando el carácter de continuidad de las calzada principal, como se consideró anteriormente. CARRIL DE SALIDA CON CURVA DE LA AUTOPISTA A LA IZQUIERDA

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CARRILES AUXILIARES TIPO PARALELO EN CURVA

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La longitud de los carriles de transición de velocidad se establece a partir de la condición de aceleración y de deceleración de la velocidad de los vehículos y se pueden calcular según la siguiente fórmula:

a26VV

L2

22

1 −=

Donde: L = Longitud del carril de transición. V1 = Velocidad del vehículo de diseño al final de la

aceleración o al inicio de la desaceleración (Km/h). V2 = Velocidad al inicio de la aceleración o al final de la

desaceleración (Km/h). a = Aceleración media del vehículo (de 0.8 a 1.2 m/seg2 para la aceleración y de 1.75 a 2.5 m/seg2 para la desaceleración). El ancho de los carriles de transición debe ser igual al ancho de un carril de tránsito en la vía básica (a la cual se anexan). La superficie de la calzada de los carriles de transición debe ser construida con bastante rugosidad, para que se posibilite una buena cohesión entre las llantas y la calzada. 13. Bifurcaciones. Cuando una autopista se divide en dos importantes rutas, aproximadamente de la misma importancia, el área o zona de divergencia, se denomina bifurcación u “horqueta”.

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El número total de carriles a vías después de la bifurcación, debe exceder el número de vías que llegan a la misma por lo menos en una. (Es deseable que se incremente en solo una).

14. Reducción de Carriles. Es aconsejable mantener el número de carriles, hasta que la reducción del tránsito se considere como un hecho permanente, por ejemplo cuando un número sucesivo de salidas ha disminuido el tránsito en una autopista que sale de una ciudad, en la cantidad suficiente como para justificarlo.

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SECCIONES DE ENTRECRUZAMIENTO - EJEMPLOS

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La reducción de carriles se debe llevar a cabo luego de un intercambiador, y fuera de su zona de influencia, para permitir adecuada señalización. No debe efectuarse tan lejos que el conductor se acostumbre al número de vías, y sea sorprendido por el cambio. Es deseable que la reducción se ubique en una zona de gran visibilidad, como por ejemplo el comienzo de una curva vertical cóncava. Al disminuir un carril, conviene que sean el que está en el extremo derecho de la vía. N. TIPOS Y VARIANTES DE INTERCAMBIADORES DE TRES

RAMALES (TROMPETAS) No es necesario una clara diferenciación entre los intercambiadores tipo TROMPETA de tres ramales “T” e “Y” ya que sus diferencias se basan en pequeñas variantes angulares. Se pueden separar en intercambiadores de una estructura, o intercambiadores de estructuras múltiples. Dentro de los primeros, los más usados, son los del tipo trompeta, como los que se muestran a continuación.

75- A

La figura “a” indica un tipo de trompeta que es deseable evitar, especialmente cuando la ruta que termina es de cierta importancia y velocidad, y que ha tenido una longitud considerable, ya que el final abrupto en una rampa que requiere una substancial reducción de la velocidad, representa una situación de alto riesgo con probabilidades de accidentes. Por consiguiente es preferible proveer al giro más importante con el ramal direccional, y al giro menos importante con la rampa. La figura “e”, indica un esquema que es apropiado para construir como primera etapa de un futuro trébol, con posibilidades de continuación de la calzada interrumpida. El esquema “d”, no ofrece ventajas sobre el “b”, sino por el contrario, tiene el inconveniente de una salida a la izquierda y una entrada a la izquierda sobre el movimiento principal. Se muestra a continuación, un ejemplo de intersección en “Y” con una sola estructura: El movimiento de B a C está previsto, y se puede ubicar en la zona indicada con puntos, teniendo en cuenta el radio de giro, su velocidad de diseño y la necesaria distancia de frenado para los vehículos que hagan dicho movimiento, así como también prever la necesidad de un carril de frenado y un carril de incorporación auxiliar.

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INTERCAMBIADOR DE TRES RAMALES CON ESTRUCTURAS MULTIPLES

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En cuanto a los diseños de intersecciones en “Y” o “T” con múltiples estructuras, se muestran algunos ejemplos a continuación.

INTERCAMBIADORES DE TRES RAMALES CON ESIRUCTURAS MULIIPLES —

EJEMPLOS O. CRUCE DIAMANTE. Como información adicional a la ya presentada al ver los distintos tipos de intercambiadores al comienzo de este anexo, se incluyen esquemas de los tipos más frecuentes de intercambiadores tipo diamante, ya sean en zona rural o en zona urbana. El mayor impedimento que presenta un cruce tipo diamante, lo representan los giros a la izquierda en el cruce a nivel en la calzada de ruta de menor importancia: Para disminuir estos conflictos, es recomendable en primer lugar separar las conexiones de los ramales con las calzadas frentistas unos treinta y cinco metros del cruce como mínimo, para permitir un mejor ordenamiento de los vehículos previo a los movimientos de giro.

78- A

En algunos cruces es posible separar las calzadas de la ruta que cruza, de tal manera que se separen también los giros a la izquierda, reduciéndolos de dos a uno en cada intersección, de acuerdo al esquema siguiente.

79- A

P. BARRERA DE SEGURIDAD A fin de evitar el cruce del parterre central, se ha adoptado la barrera de hormigón tipo “New Jersey”, para reencauzar el vehículo que tiende a salirse de la calzada, por cumplir con los siguientes requisitos:

a) Evita daños a personas fuera del vehículo.

b) Impide que los vehículos especialmente los livianos ingresen en áreas peligrosas.

c) Desvía al vehículo que choca la barrera, obligándolo a adoptar

una trayectoria sensiblemente paralela a la dirección de la barrera de seguridad.

d) Hace que las fuerzas que inciden sobre los ocupantes del

vehículo se mantengan dentro de los límites tolerables.

e) Minimiza el costo resultante de los daños.

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f) Resiste el impacto de un vehículo que choque con la barrera sin que el vehículo y la propia barrera se conviertan en una amenaza para el resto de tránsito. El mismo dispositivos actúa como barrera de protección contra un peligro potencial, por ejemplo un poste de señalamiento, pilares de puentes, etc.

g) Otros requisitos como reducir el encandilamiento y reducir el

nivel sonoro del tránsito, especialmente en zonas urbanas. El requisito f resulta uno de los más importantes, puesto que una barrera dañada es una amenaza, y además de la economía que representa el no tener que repararla, ya que dicho costo es pequeño o nulo. Presenta la gran ventaja de continuar permanentemente en servicio.

81- A

La forma de actuar de la barrera de New Jersey sobre un vehículo descontrolado es la siguiente:

Cordón AB:

Es vertical, con altura comprendida entre 5 y 7 cm (2” a 3”) y es primer elemento de reencauzamiento del vehículo. Este elemento es apenas suficiente para reconducir al vehículo a la calzada, para pequeños valores de la componente lateral de la velocidad, para un ángulo de impacto.

Además el rozamiento de las ruedas con este cordón desacelera el vehículo.

Rampa BC:

Esta rampa tiene una inclinación de 55º y la altura varía entre 18 y 33 cm y tiene por omisión absorber la energía cinética del vehículo por efecto de la deformación de su sistema de suspensión y de la elevación de su centro de gravedad.

Murete CD:

Esta pared casi vertical (85º) actúa lateralmente sobre la rueda del vehículo, prácticamente sin posibilidades de ser sobrepasada. La inclinación máxima del vehículo se alcanza en este momento, pero es contraria a la tendencia al vuelco debida a la acción de reencauzamiento del vehículo a la calzada. Esta inclinación evita, o por lo menos reduce los daños a la carrocería del vehículo, pues ésta solo es efectuada en casos en que el ángulo de impacto es superior a l0º. Esta es la diferencia fundamental entre este tipo de barreras y la que actúa lateralmente, pues la segunda actúa sobre los lados del vehículo, causando daños a la carrocería del mismo. El ángulo de retorno a la calzada de un vehículo, en el choque con barreras rígidas, es muy pequeño, al contrario de los que ocurre con las barreras deformables.

82- A

Hay estudios que demuestran que las barreras de hormigón no actúan sobre la distribución del tránsito en el sentido de reducir el ancho efectivo de la calzada. La tendencia actual como consecuencia de la observación del comportamiento de las barreras de hormigón, es la construcción progresiva de este tipo de dispositivo. No hay prácticamente limitaciones para su uso, aún para velocidades algo superiores a 100 Km/h en el momento del impacto y ángulos de choque de hasta 30º. Como aproximadamente el 80% de las colisiones se produce con ángulos no superiores a los 15º, el uso de este tipo de barreras puede ser recomendada sin restricciones, principalmente considerando el gran número de vehículos livianos de nuestro tránsito. También se recomienda la adopción del diseño sin ninguna modificación en sus dimensiones o ángulos, pues una pequeña modificación puede producir alteraciones imprevisibles en el comportamiento de la barrera. Estas deben ser continuas. Los extremos deben dotarse de transiciones y aberturas en ángulos que eliminen la posibilidad de choque frontal de vehículos con las partes expuestas al tránsito. La necesidad de las barreras debe determinarse fundamentalmente por el ancho del parterre central y por la intensidad del tránsito. Diversos trabajos sugieren límites para el uso de la barrera central en función de estas dos variables, como se indica en la Figura 2. De él podemos extraer la posibilidad de postergar la construcción de la barrera central de la autopista mientras no se construyen los dos carriles centrales, lo que hace un ancho del parterre central de 11 m de ancho, que recién requeriría barrera central al superarse los 33.000 vehículos (TPDA).

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ANEXOS A INTERCAMBIADORES

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85- A

86- A

87- A

88- A

89- A

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91- A

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PLANIMETRIA GENERAL DEL INTERCAMBIADOR

Elementos que deben figurar en la misma *) Escala 1:1000 *) Norte *) Dibujo lineal de bordes de calzada (0,5 mm) *) Dibujo lineal de borde de espaldón (0,2 mm) *) Cuadrícula cada 100 m (0,1 mm) *) Un pequeño círculo φ = 1 mm y grosor 0,2 mm en todos los PC, FC, TE,

EC, CE, ET, PQ y NI. *) Colocar los letreros PC, FC, TE, EC, CE, ET, PQ y NI al lado de cada

punto respectivamente. *) Colocar el número de identificación de cada curva 1, 2, etc. *) Cuadro de ubicación del sistema de coordenadas *) Anchos de calzadas, ramas, parterres y espaldones *) Radios de las curvas *) Orígenes y destinos de los ramales *) Marcar principio y fin de ramas y Abscisado cada 100 m *) Los valores de X e Y de la cuadrícula cada 100 m (X=500; Y=300, etc.)

95- A

*) Recuadro con letrero de la repartición, Nombre del cruce, “Planimetría General”, etc.

*) Límite de la zona de expropiación – (Línea de fábrica)

PLANIMETRIA DE DESAGUES

Elementos que deben figurar en la misma *) Escala 1:1000 *) Norte *) Dibujo lineal de bordes de calzada (0,5 mm) *) Dibujo lineal de borde de espaldón (0,2 mm) *) Cuadrícula cada 100 m (0,1 mm) *) Un pequeño círculo φ = 1 mm y grosor 0,2 mm en todos los PC, FC, TE,

EC, CE, ET, PQ y NI. *) Colocar los letreros PC, FC, TE, EC, CE, ET, PQ y NI al lado de cada

punto respectivamente. *) Orígenes y destinos de los ramales *) Obras de arte con su acotamiento de entrada y salida, (Alcantarillas,

sifones, sumideros, rápidas, etc.) dimensiones y características (**) *) Zanjas, con su acotamiento, pendientes y dimensiones indicando los

sectores en que son revestidas. *) Abscisado de los puntos notables del desagüe, relacionado a los ramales

principales *) Los valores de X e Y de la cuadrícula cada 100 m (X=500; Y=300, etc.)

96- A

*) Recuadro con letrero de la repartición, Nombre del cruce, “Planimetría General”, etc.

**) Los detalles de las obras de arte se consignarán en plano aparte

PLANO DE REPLANTEO POR COORDENADAS

Elementos que deben figurar en el mismo *) Escala 1:500 *) Norte *) Dibujo lineal de bordes de calzada (0,6 mm) *) Dibujo lineal de borde de espaldón (0,2 mm) *) Cuadrícula cada 100 m (0,1 mm) *) Un pequeño círculo φ = 1 mm y grosor 0,2 mm en todos los PC, FC, TE,

EC, CE, ET, PQ y NI. *) Idem, pero relleno de negro en todos los Ai *) Colocar los letreros PC, FC, TE, EC, CE, ET, PQ, NI y Ai al lado de cada

punto respectivamente. *) Colocar el número de identificación de cada curva 1, 2, etc. *) Cuadros de coordenadas de Curvas, Puntos Auxiliares, Narices, Puntos

Fijos, Puntos de nivelación (con sus cotas), Expropiaciones , etc. *) Cuadro de ubicación del sistema de coordenadas *) Orígenes y destinos de los ramales *) Anchos de calzadas, parterres y espaldones *) Rayados de señalización horizontal en zona de narices

97- A

*) Indicar el Abscisado de los respectivos ejes de rasantes, en ramales y ramas, cada 50 m y la equivalencia de los adyacentes en las narices. (coincidentes con los respectivos de las altimetrías)

*) Los valores de X e Y de la cuadrícula cada 100 m (X=500; Y=300, etc.) *) Recuadro con letrero de la repartición, Nombre del cruce, etc.

PLANO DE CALZADAS ACOTADAS

Elementos que deben figurar en el mismo *) Escala 1:500 *) Norte *) Dibujo lineal de bordes de calzada (0,6 mm) *) Dibujo lineal de borde de espaldón (0,2 mm) *) Cuadrícula cada 100 m (0,1 mm) *) Un pequeño círculo φ = 1 mm y grosor 0,2 mm en todos los PC, FC, TE,

EC, CE, ET, PQ y Ni. *) Colocar los letreros PC, FC, TE, EC, CE, ET, PQ y Ni al lado de cada

punto respectivamente. *) Marcas en bordes de calzada y espaldones *) Cotas altimétricas de cada punto marcado *) Puntos de nivelación con sus cotas *) Cuadro de ubicación de lámina en el conjunto de intercambiadores *) Orígenes y destinos de los ramales *) Rayados de señalización horizontal, en la zona de las narices

98- A

*) Abscisado de los respectivos ejes de rasantes, en los ramales y ramas, cada 50 m y la equivalencia de los adyacentes en las narices. (coincidentes con los respectivos de las altimetrías)

*) Los valores de X e Y de la cuadrícula cada 100 m (X=500; Y=300, etc.) *) Recuadro con letrero de la repartición, Nombre del cruce, etc. (Plano de

Calzadas Acotadas”)

PLANO DE CURVAS DE NIVEL

Elementos que deben figurar en el mismo *) Escala 1:500 *) Norte *) Dibujo lineal de bordes de calzada (0,6 mm) *) Dibujo lineal de borde de espaldón (0,2 mm) *) Cuadrícula cada 100 m (0,1 mm) *) Un pequeño círculo φ = 1 mm y grosor 0,2 mm en todos los PC, FC, TE,

EC, CE, ET, PQ y Ni. *) Colocar los letreros PC, FC, TE, EC, CE, ET, PQ y Ni al lado de cada

punto respectivamente. *) Curvas de Nivel cada metro, (0,5 mm) de proyecto y terreno natural *) Valor de denominación de cada curva, cada 20 cm de longitud de la

misma y una vez en cada curva cerrada de menores dimensiones *) Cuadro de ubicación de lámina en el conjunto del intercambiador *) Orígenes y destinos de los ramales *) Dibujar las obras de arte, alcantarillas (punteadas bajo las calzadas),

cabeceras, sumideros, etc. en escala

99- A

*) En zonas llanas, dibujar las curvas de nivel cada 0,50 m (espesor 0,2 mm) de proyecto y terreno natural

*) Rayados de señalización horizontal, en zona de narices *) Los valores de X e Y de la cuadrícula cada 100 m (X=500; Y=300, etc.) *) Recuadro con letrero de la repartición, Nombre del cruce, etc. (“Plano de

Curvas de Nivel”), etc.

ALTIMETRIAS DEL DISTRIBUIDOR

Elementos que deben figurar en las mismas *) Escalas H = 1:1000; V = 1:100 *) Línea de rasante (0,6 mm) *) P.C.V. (Principio de curvas verticales) y F.C.V. (Fin Curva Vertical) y

datos de los mismos *) Datos de los vértices (P.I.V.) Abscisa y cota *) Línea de acotamiento de longitud de curva vertical, con los datos de

longitud, y Parámetro (L.C.V. y P.) *) Principio y fin de ramales o ramas, y sus equivalencias en ramales

adyacentes *) Cotas de proyecto cada 10 m *) Cotas de altura cada metro (Planos de comparación) *) Pendientes (Gradientes) indicadas sobre cada tramo recto de rasante,

expresados en tanto por ciento. *) Recuadro con letrero de la repartición, Nombre de la rama, cruce, etc.

100- A

3. Valores de diseño recomendados

1-R

CLASE I (1)

CLASE(1)

Velocidad dRadio mínimDistancia deDistancia dePeralte CoeficienteCurvas vertCurvas vertGradiente loGradiente loAncho de p

Clase de pa

Ancho de es

Gradiente tr

Gradiente trCurva de tra

Puente

M

VALORES DE DISEÑO RECOMENDADOS PARA CARRETERAS DE DOS CARRILES Y CAMINOS VECINALES DE CONSTRUCCIÓN

República del Ecuador MINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS

1) El(Lco

2) Lodo

3) EnIV

4) Se5) Es6) Cu7) En8) Pa9) Pa

NOTA: La

de

3 000 – 8 000 TPDA 1 000 - 3 000RECOMENDABLE ABSOLUTA RECOMENDABLE UTA NORMAS

LL O M LL O M LL O M M e diseño (K.P.H.) 110 100 80 100 80 60 100 90 70 25(9)

o de curvas horizontales (m) 430 350 210 350 210 110 350 275 160 2 visibilidad para parada (m) 180 160 110 160 110 70 160 135 90 1 visibilidad para rebasamiento (m) 830 690 565 690 565 415 690 640 490 6

MÁXIMO “K” para: (2) icales convexas (m) 80 60 28 60 28 12 60 43 19icales cóncavas (m) 43 38 24 38 24 13 38 31 19ngitudinal (3) máxima (%) 3 4 6 3 5 7 3 4 7ngitudinal (4) mínima (%)

avimento (m) 7,3 7,3 7,0

vimento Carpeta Asfáltica y Hormigón Carpeta As

paldones (5) estables (m) 3,0 2,5 2,0 2,5 2,0 1,5 3,0 2,5 2,0

ansversal para pavimento (%) 2,0 2,0

ansversal para espaldones (%) 2,0(6) - 4,0 2,0 - 4nsición

Carga de diseño Ancho de la calzada (m) SERA LA DIMs Ancho de Aceras (m) (7)

ínimo derecho de vía (m) Según el Art. LL = TERRENO PLANO 0 = TERREN

TPDA indicado es el volumen promedio anual de tráfico diario proyectado a 15 – 20 años, cuanas normas para esta serán parecidas a las de la Clase I, con velocidad de diseño de 10 K.P.H. mnsiderarse el número de vehículos equivalentes. ngitud de las curvas verticales: L = K A, en donde K = coeficiente respectivo y A = diferencia ande V es la velocidad de diseño expresada en kilómetros por hora. longitudes cortas menores a 500 m. se puede aumentar la gradiente en 1% en terrenos ondul) se puede aumentar la gradiente en 1% en terrenos ondulados y 3% en terrenos montañosos, puede adoptar una gradiente longitudinal de 0% en rellenos de 1 m. a 6 m. de altura, previopaldón pavimentado con el mismo material de la capa de rodadura de la vía. (Ver Secciones Típando el espaldón está pavimentado con el mismo material de la capa de rodadura de la vía. los casos en los que haya bastante tráfico de peatones, úsense dos aceras completas de 1,20ra tramos largos con este ancho, debe ensancharse la calzada a intervalos para proveer refugiora los caminos Clase IV y V, se podrá utilizar VD = 20 Km/h y R = 15 m siempre y cuando se tra

s Normas anotadas “Recomendables” se emplearán cuando el TPDA es cerca al límite superior las Normas Absolutas para una determinada clase, cuando se considere necesario el mejorar u

II TPDA(1)

CLASE III 300 – 1 000 TPDA(1)

CLASE IV 100 – 300 TPDA(1)

CLASE V MENOS DE 100 TPDA

ABSOLUTA RECOMENDABLE ABSOLUTA RECOMENDABLE ABSOLUTA RECOMENDABLE ABSOLLL O M LL O M LL O M LL O M LL O M LL O M LL O

90 80 50 90 80 60 80 60 40 80 60 50 60 35 25(9) 60 50 40 50 35

75 210 75 275 210 110 210 110 42 210 110 75 110 30 20 110 75 42 75 30 20(9) 35 110 55 135 110 70 110 70 40 110 70 55 70 35 25 70 55 40 55 35 25

40 565 345 640 565 415 565 415 270 480 290 210 290 150 110 290 210 150 210150 110= 10% 10% (Para V > 50 K.P.H.) 8% (Para V < 50 K.P.H.)

43 28 7 43 28 12 28 12 4 28 12 7 12 3 2 12 7 4 7 3 2 31 24 10 31 24 13 24 13 6 24 13 10 13 5 3 13 10 6 10 5 3

4 6 8 4 6 7 6 7 9 5 6 8 6 8 12 5 6 8 6 8 140,5%

6,70 6,70 6,00 6,00 4,00 (8)

fáltica Carpeta Asfáltica o D.T.S.B. D.T.S.B, Capa Granular o Empedrado Capa Granular o Empedrado

2,5 2,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,5 1,0 0,5 0,60 (C.V. Tipo 6 y 7) ---

2,0 2,5 (C.V. Tipo 6 y 7) 4,0 (C.V. Tipo 5 y 5E) 4,0

,0 2,0 - 4,0 4,0 (C.V. Tipo 5 y 5E) --- USENSE ESPIRALES CUANDO SEA NECESARIO

HS - 20 – 44; HS – MOP; HS - 25 ENSION DE LA CALZADA DE LA VIA INCLUIDOS LOS ESPALDONES

0,50 m mínimo a cada lado 3º de la Ley de Caminos y el Art. 4º del Reglamento aplicativo de dicha Ley O ONDULADO M = TERRENO MONTAÑOSO

do se proyecta un TPDA en exceso de 7 000 en 10 años debe investigarse la necesidad de construir una autopista. ás para clase de terreno – Ver secciones transversales típicas para más detalles. Para el diseño definitivo debe

lgébrica de gradientes, expresado en tanto por ciento. Longitud mínima de curvas verticales: L mín = 0,60 V, en

ados y 2% en terrenos montañosos, solamente para las carreteras de Clase I, II y III. Para Caminos Vecinales (Clase para longitudes menores a 750 m. análisis y justificación. icas en Normas). Se ensanchará la calzada 0,50 m más cuando se prevé la instalación de guarda caminos.

m de ancho. s de encuentro vehicular. te de aprovechar infraestructuras existentes y relieve difícil (escarpado).

de las clases respectivas o cuando se puede implementar sin incurrir en costos de construcción. Se puede variar algo na carretera existente siguiendo generalmente el trazado actual.

2-R

INDICE Página

I. INTRODUCCION 1 II. TOPOGRAFIA Y CARACTERISTICAS FISICAS DEL RELIEVE 2 A. RECONOCIMIENTOS 6 1. Reconocimiento Aéreo 6 2. Reconocimiento Terrestre 6 3. Reconocimiento Combinado 7 B. FOTOINTERPRETACION 7 1. Identificaciones en las Fotografías 8 III. TRAFICO 10 A. TRAFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL 11 1. Proceso de Cálculo del TPDA 12 a. Objetivo 13 b. Observaciones de campo 13 c. Tipos de conteo 13 d. Período de observación 13 e. Variaciones de tráfico 13 f. Cálculo de variaciones (factores) 14 2. Tráfico Futuro 16 a. Crecimiento normal del tráfico actual 17 b. Criterios para determinar el tráfico futuro 18 c. Relación del tráfico vehicular con la población 18 d. Relación del tráfico vehicular con la producción 19 e. Proyección en base a la tasa de crecimiento poblacional 19 f. Tráfico generado 20 g. Tráfico por desarrollo 21 3. Clasificación de Carreteras de Acuerdo al Tráfico 21 3.1 Clase de carretera 22 3.1.1 Corredores Arteriales 23 3.1.2 Vías Colectoras 23 3.1.3 Caminos Vecinales 24

IV. VELOCIDAD DE DISEÑO 26

4.1 PROCESO DE DISEÑO 27 4.2 CARACTERISTICAS PARA LA DEFINICION DEL TRAZADO 28 4.3 RELACION CON LA VELOCIDAD DE CIRCULACION 30

i

V. ALINEAMIENTO HORIZONTAL 35 A. TANGENTES 35 B. CURVAS CIRCULARES 36 1. Radio Mínimo de Curvatura Horizontal 36 C. CURVAS DE TRANSICION 41 1. Principales Ventajas que Ofrecen las Curvas de Transición 43 2. Elementos Característicos Principales 43 3. Cálculo de los Elementos de la Curva Espiral 45 D. PERALTE 51 1. Magnitud del Peralte 56 2. Desarrollo del Peralte 57 3. Longitud de Transición 60 4. Longitud Tangencial 60 E. TANGENTE INTERMEDIA MININA 61 F. RADIOS MINIMOS A PARTIR DE LOS CUALES NO SE REQUIERE UTILIZAR CURVAS DE TRANSICION 67 G. EL SOBREANCHO EN LAS CURVAS 68 1. Valores de Diseño 71 2. Obtención del Sobreancho 72 H. CRITERIOS GENERALES 73 VI. DISTANCIAS DE VISIBILIDAD 180 A. DISTANCIA DE VISIBILIDAD PARA LA PARADA DE UN VEHICULO 180 1. Efecto de las Gradientes 184 2. Distancia de Visibilidad en las Curvas Horizontales 188 3. Medida de Distancia de Visibilidad para Parada 191 4. Distancia de Visibilidad Lateral 191 5. Distancia de Visibilidad para el Rebasamiento de un Vehículo 192 6. Medida de la Distancia de Visibilidad para Rebasamiento 198 VII. ALINEAMIENTO VERTICAL 204

A. GRADIENTES 204 1. Gradientes Mínimas 205 2. Longitudes Críticas de Gradiente para el Diseño 205 3. Carril Adicional de Ascenso 207

B. CURVAS VERTICALES 207 1. Curvas Verticales Convexas 208 2. Curvas Verticales Cóncavas 211

C. CRITERIOS GENERALES PARA EL ALINEAMIENTO VERTICAL 214 D. COMBINACION DE LOS ALINEAMIENTOS VERTICALES Y

HORIZONTALES 215 E. DISEÑO DE CARRETERAS EN ZONAS INUNDABLES 216

ii

VIII. SECCIONES TRANSVERSALES TIPICAS 226

A. ANCHO DE LA SECCION TRANSVERSAL TIPICA 226 B. ESPALDONES 232 C. TALUDES 235 D. TIPOS DE SUPERFICIE DE RODADURA 236

IX. DRENAJE 254

A. DRENAJE SUPERFICIAL 1. Clasificación De las estructuras de drenaje 254 2. Drenaje Longitudinal 254

2.1 Cunetas 254 2.2 Contracunetas (Cunetas de Coronación) 262

3. Obras complementarias de drenaje 269 4. Alcantarillas 279 5. Puentes 309

X. MISCELANEOS 1-M

A. PUENTES 2-M 1. Ancho de calzada de los puentes 2-M

B. ACERAS Y BORDILLOS 2-M C. BARANDAS Y BARRERAS DE PROTECCION 3-M D. CARGAS DE DISEÑO DE PUENTES 3-M CAMION TIPO HS-MOP 4-M IMPLANTACIÓN TIPO DE PUENTES 5-M E. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE PUENTES 6-M

1. Especificaciones de dibujo de puentes 6-M 1.1 Formatos 6-M 1.2 Especificaciones de materiales 7-M 1.3 Resumen de cantidades de materiales 7-M 1.4 Tarjeta de identificación 7-M 2. Planos 7-M 2.1 Implantación general 7-M 2.2 Planos estructurales de la infraestructura 7-M 2.3 Planos estructurales de la superestructura 8-M 2.4 Planos del proceso constructivo 8-M

F. SEGURIDAD 8-M G. DERECHO DE VIA 9-M H. PRESENTACION DE PLANOS VIALES 10-M

XI ANEXOS ANEXO 1: INTERSECCIONES A NIVEL 3-A A. ISLETAS 7-A 1. Tipos de Isletas 8-A a. Canalizadoras 8-A b. Separadoras 8-A c. De Refugio 8-A

iii

2. Tamaños y Características de las Isletas 8-A B. INTERSECCION TIPO ROTONDA A NIVEL 10-A 1. Requerimientos de Tránsito 13-A 2. Velocidades 14-A 3. Sección de Entrecruzamiento 15-A ANEXO 2: INTERSECCIONES A DESNIVEL 21-A

A. CONDICIONES JUSTIFICATIVAS PARA EL DISEÑO DE INTERSECCIONES A DESNIVEL 21-A 1. Planteamiento del Problema 21-A a. En proyectos de cruces de autopista 22-A b. En intersecciones de caminos importantes 22-A c. Para eliminar áreas peligrosas 22-A d. Condiciones topográficas 22-A e. Costos de operación altos 22-A f. Volumen de tránsito elevado 23-A 2. Factores a Considerar 23-A a. Para intersección a nivel 23-A b. Para intersección a diferente nivel 24-A 3. Consideraciones Futuras 24-A B. INVESTIGACIONES Y DATOS NECESARIOS 25-A 1. Costos de Operación de los Vehículos Involucrados 25-A 2. Mediciones de Tiempo 25-A 3. Estudio de giros 25-A 4. Estudios de Velocidades 25-A

5. Rangos de Probabilidad de Accidentes 25-A 6. Valor Monetario de los Accidentes Potenciales 26-A 7. Valor del Tiempo (conveniencia economía, pérdida, ganancia) 26-A 8. Datos Básicos para el Diseño 26-A 9. Diseño Preliminar 26-A 10. Determinación del Plan Definitivo 27-A 11. Proyecto Final 27-A 12. Criterios a Seguir 27-A C. OBRAS DE ARTE EN LOS INTERCAMBIADORES: ALTO NIVEL O BAJO NIVEL 28-A 1. Bajo Nivel 29-A 2. Alto Nivel 29-A D. TERRAPLEN O VIADUCTO 29-A E. UTILIDAD DE LAS INTERSECCIONES A DIFERENTE NIVEL 31-A F. TIPOS DE INTERCONEXIONES 32-A 1. Elementos que Componen las Intersecciones a Distinto Nivel 32-A 2. Trébol de Cuatro Hojas 33-A a. Ventajas 33-A b. Desventajas 34-A 3. Intercambiadores Tipo Diamante 34-A a. Ventajas 35-A

iv

b. Desventajas 35-A 4. Intercambiador Direccional 36-A a. Ventajas 36-A b. Desventajas 36-A 5. Otros Tipos 37-A 6. Rotondas 37-A a. Ventajas 37-A b. Desventajas 37-A G. PRINCIPALES CONSIDERACIONES DE DISEÑO 38-A H. UBICACION DE INTERCAMBIADORES 39-A 1. SEPARACION 39-A J. UNIFORMIDAD 40-A K. CONTINUIDAD 43-A L. CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO DE AUTOPISTAS SUPUESTAS CONOCIDAS 44-A 1. El Medio Ambiente 45-A 2. Topografía 45-A 3. Señalización y Demarcación 45-A

4. Desvíos de Tránsito Durante la Construcción 46-A 5. Construcción por Etapas 46-A 6. Número de Vías o Carriles, Equilibrio de Vías 48-A 7. Capacidad del Flujo Vehicular 49-A 8. Velocidad Promedio del Grupo (flujo) Vehicular 51-A 9. Intensidad de Tráfico Transformada a Vehículos Livianos 51-A M. ELEMENTOS DE DISEÑO DE INTERCAMBIADORES 55-A 1. Ramales 55-A 2. Velocidad Directriz en los Ramales 56-A 3. Curvatura de los Ramales 59-A 4. Longitud del Arco Circular para Curvas Compuestas 60-A 5. Distancia de Visibilidad de Parada 60-A 6. Pendientes en los Ramales y Perfil Longitudinal 61-A 7. Peralte y Pendientes Transversales 61-A 8. Ancho de los Ramales y Rampas 63-A 9. Carriles de Aceleración y Desaceleración 64-A 10. Entradas 66-A 11. Salidas 68-A 12. Salida Tipo Cuña 69-A 13. Bifurcaciones 72-A 14. Reducción de Carriles 73-A N. TIPOS Y VARIANTES DE INTERCAMBIADORES DE TRES RAMALES (TROMPETAS) 75-A O. CRUCE DIAMANTE 78-A P. BARRERA DE SEGURIDAD 80-A

ANEXOS A INTERCAMBIADORES MODELOS DE INTERCONEXIÓN 84-A PLANIMETRIA GENERAL DEL INTERCAMBIADOR 96-A PLANO DE REPLANTEO POR COORDENADAS 97-A PLANO DE CALZADAS ACOTADAS 98-A

v

PLANO DE CURVAS DE NIVEL 99-A ALTIMETRIAS DEL DISTRIBUIDOR 100-A ANEXO. 3 VALORES DE DISEÑO RECOMENDADOS 1-R CUADRO DE VALORES DE DISEÑO RECOMENDADADOS PARA CARRETERAS DE DOS CARRILES Y CAMINOS VE- CINALES DE CONSTRUCCIÓN NUEVA 2-R

vi